PEMANFAATAN KULIT CEMPEDAK SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN BIOETANOL DENGAN PROSES FERMENTASI MENGGUNAKAN SACCHAROMYCES CEREVISEAE

Abstract

Abstrak-Seiring dengan upaya pencegahan krisis bahan bakar fosil dimasa mendatang dan pelaksanaan program pemerintah tentang kebijakan energi maka diperlukan penelitian mengenai energi terbarukan, salah satunya bioetanol. Bahan baku pembuatan bioetanol biasanya mengandung karbohidrat yang cukup tinggi dan cempedak mengandung karbohidrat sebesar 28,6 g/100 g buah cempedak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh proses acid hydrolysis treatment terhadap pendegradasian lignin pada serat kulit cempedak, mengetahui berat kulit cempedak optimum pada proses acid hydrolysis treatment, mengetahui pH optimum dan nutrient yang tepat untuk menghasilkan kadar etanol tertinggi.

Kulit cempedak dipotong, dioven dan dihaluskan sampai berbentuk serbuk kemudian dianalisa struktur morfologinya menggunakan metode SEM dan kristanilitasnya menggunakan metode XRD. Serbuk tersebut ditambahkan dengan larutan H₂SO₄ (2% v/v) dan akuades 90 mL kemudian dihidrolisis pada suhu 100^oC  selama 1 jam dengan variasi berat kulit cempedak (%w/v) yaitu: 2,5%; 5%; 7,5% dan 10%. Hidrolisat dengan kadar glukosa tertinggi dilakukan variasi pH, yaitu 4; 4,5 dan 5 selanjutnya disterilisasi menggunakan autoclave selama 15 menit. Hidrolisat ditambahkan starter yang sudah diaktivasi dan Saccharomyces cerevisiae kemudian difermentasi pada orbital shaker dengan kecepatan 120 rpm selama 4 hari. Proses fermentasi diulang kembali dengan mengatur pH 4,5 pada hidrolisat dan menambahkan variasi nutrient yaitu 0,1 g urea; 0,1 g NPK; dan 0,05 g urea+0,05 g NPK.  Kadar bioetanol diujikan dengan metode GC. Berdasarkan XRD, karakteristik peak selulosa pada serat kulit cempedak mengalami peningkatan. Crystallinity Index sebelum hidrolisis 20,39%, setelah hidrolisis 24,59%. Dari hasil analisa dengan metode Luff-Schoorl diperoleh kadar gula total tertinggi dengan berat kulit cempedak 7,5% (w/v) sebesar 15,25% (v/v). Sedangkan hasil analisa dengan metode GC untuk variasi pH dan nutrient diperoleh kadar bioetanol tertinggi sebesar 0,810%(v/v) pada pH 4,5 dan 0,731% (v/v) dengan penambahan 0,05 g urea+0,05 g NPK.

Kata kunci: Acid hydrolysis treatment, cempedak, bioetanol.

Abstract-Along with prevention efforts of fossil fuel crisis in the future and the implementation of government programs on energy policy, it is necessary to research on renewable energy such as bioethanol. The raw material for bioethanol production usually contain high enough carbohydrates and carbohydrate of jackfruit is 28.6 g/100 g jackfruit. This study aims to determine the effect of the process of acid hydrolysis treatment against the degradation of lignin in the skin fibers of jackfruit, determine the optimum weight of jackfruit skin to the process of acid hydrolysis treatment, know the optimum pH and right nutrient  to produce the highest ethanol content. Jackfruit skin was cut, roasted and refined to powder and then analyzed the structure of the morphology using SEM and crystallity using XRD methods. The powder is added with solution of H₂SO₄ (2% v/v) and 90 mL of distilled water and hydrolyzed at 100°C for 1 hour with a variety of heavy of jackfruit skin (%w/v) as follows: 2.5%; 5%; 7.5% and 10%. Hydrolyzate with the highest glucose levels do variations in pH, which is 4; 4,5 and 5 sterilized using an autoclave for 15 minutes. The hydrolyzate is added starter that has been activated and Saccharomyces cerevisiae then fermented in orbital shaker at 120 rpm for 4 days. The fermentation process is repeated by adjusting pH 4.5 at hydrolyzate and add a variety of nutrients, namely 0.1 g urea; 0.1 g NPK; and 0.05 g urea+0.05 g NPK.  The content of bioethanol tested with GC method. Based on XRD, the characteristic of peak of cellulose of jackfruit fiber skin is increased. Crystallinity Index before hydrolysis 20.39% and 24.59% after hydrolysis. From the analysis by the Luff-Schoorl method obtained the highest total sugar content with weight of jackfruit skin of 7.5% (w/ v) is 15.25% (v/v). While the results of the analysis by GC method to variations in pH and nutrient is obtained a highest content of bioethanol is 0.810% (v/v) at pH 4.5 and 0.731% (v/v) with the addition of 0.05 g urea+ 0.05 g NPK.

Keywords: Acid hydrolysis treatment, jackfruit, bioethanol.