PEMANFAATAN LIMBAH KULIT NANAS MENJADI ETANOL SECARA FERMENTASI DENGAN SAACHAROMYCER CEREVICEAE
Tasya Meylani
Mahasiswa Teknik Kimia, Politeknik Negeri Sriwijaya
Email : Tasyameylani280505@gmail.com
ABSTRAK
      Kulit nanas adalah sisa buah yang memuat kadar gula dan karbohidrat yang cukup tinggi. Tingginya kandungan gula tersebut memungkinkan kulit nanas digunakan sebagai bahan baku dalam proses pembuatan bioetanol melalui fermentasi. Dari total berat nanas segar yang bisa dimanfaatkan atau dikonsumsi, sebanyak 76,36% sisanya dianggap limbah berdasarkan penelitian sebelumnya. Etanol dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif yang berasal dari limbah nanas. Pada tumbuhan yang mengandung pati atau karbohidrat, seperti glukosa dan selulosa, dapat dihasilkan bioetanol. Penggunaan kulit nanas sangat mudah didapatkan sehingga dapat menambah variasi dalam bahan baku pembuatan bioetanol dengan biaya yang ekonomis.
kata kunci : etanol, fermentasi, kulit nanas, nanas
DASAR TEORI
Sisa pembuangan yang dihasilkan dari suatu proses kegiatan manusia yang dapat berpentuk padat, gas, dan cair dapat disebut sebagai limbah. Dilihat dari segi estetika sangat kotor, tidak enak dipandang dan juga dari segi bau sangat menggangu. Dengan demikian secara langsung maupun tidak langsung sampah menimbulkan masalah pada lingkungan di sekitarnya sebab pembuangan sampah ke lingkungan umumnya tidak diikuti dengan pengolahan dan pengolahan sampah yang baik, karena selalu dikaitkan dengan teknologi dan pengolahan yang relatif mahal. Banyak sampah yang dimanfaatkan oleh industri untuk pembuatan produk yang bermanfaat bagi makhluk hidup. Misalnya, menggunakan kulit nanas yang digunakan dalam pembuatan produk etanol.
Etanol yang berasal dari gula merupakan produk dari proses fermentasi oleh sel ragi, di mana ragi yang ideal untuk menghasilkan etanol adalah jenis Saccharomyces Cerevisiae yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan enzim zymase dan invertase. Dalam pengubahan glukosa menjadi bioetanol memerlukan enzim invertase dan pemecah sukrosa menjadi monosakarida memerlukan enzim zymase. Kriteria utama dalam pemilihan ragi untuk produksi etanol adalah harus memiliki kecepatan fermentasi dan pertumbuhan yang cepat, menghasilkan jumlah bioetanol yang besar, dan memiliki kandungan glukosa yang tinggi. Selain itu, ragi tersebut juga harus tahan terhadap konsentrasi garam yang tinggi, memiliki pH fermentasi yang rendah, dan membutuhkan waktu yang singkat dalam proses fermentasi untuk menghasilkan etanol. Suhu optimal fermentasi sekitar 25-30Celsius.
Peningkatan potensi limbah kulit nanas sebagai bahan baku etanol dengan penambahan penambahan Saacha-romyces cereviceae serta waktu yang dibutuhkan dalam fermentasi terhadap etanol yang dihasilkan merupakan tujuan dari penelitian yang dilakukan ini.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan secara eksperimen dengan konsep yang dilakukan hingga mendapatkan substrat ekstrak kulit nanas yang siap diubah menjadi bioetanol melalui proses fermentasi. Setelah itu substrat ditambah dengan ragi Saacharomyces cerevi- ceae pada berbagai variabel dan dilakukan proses fermentasi.
Pembuatan Serbuk Kulit Buah Nanas
Memotong kulit nanas dengan ukuran kurang lebih 1 cm. Kulit nanas yang didapatkan dari penjual buah dilingkungan , dipotong --potong hingga berukuran 1 cm. Potongan --potongan ini di keringkan selama 3 hari dengan cara di jemur di bawah sinar matahari. Potongan yang telah dikeringkan kemudian diblender dan diayak oleh ayakan berukuran 80mesh. Hidrolisa Serbuk nanas seberat 10 gram di larutkan ke dalam 100 ml larutan HCl dengan konsentasi 0,1 M, 0,5 M, 1 M,1 ,5 M, 2 M dan variasi temperatur (30C, 50C, 75C dan 90C )dan kecepatan pengadukan (200 rpm, 300 rpm, 350 rpm dan 450 rpm), kemudian konsentrasi gula diukur setiap 1 menit. Temperatur dan kecepatan digunakan dalam memproduksi larutan gula sebanyak 1 liter berdasarkan hasil optimasi konsentrasi HCL.. Larutan hasil hidrolisa didinginkan dan disaring untuk dilanjutkan pada proses fermentasi.
Mengatur pH hingga 5 pada 200ml larutan gula hasil hidrolisa dengan menggunakan NaOH 4 M dalam Erlenmeyer. Selajutnya menambahkan sebanyak 0,5 gr urea dan 0,6 gr NPK, serta segala butiran alginate yang mengandung yeast (Saccharomyces Cerevisiae) dimasukan kedalam latutan tersebut. Selanjutnya setelah 4 hari menggambil sebanyak 1 ml sampel larutan untuk dianalisa kadar alkoholnya pada berbagai variasi ukuran butir.
Penentuan Kadar Gula dan Etanol
Kadar gula diukur dengan refraktometer glukosa dan kadar etanol diukur dengan menggunakan refaktometer alkohol.Refraktometer diteteskan dengan aquades sebanyak 4 tetes pada bagian prisma untuk mengkalibrasi refraktometer dan diteropong hingga terlihat kadar gula 0Brix. Setelah itu, bagian prisma dibersihkan dari aquades dengan menggunakan tisu hingga kering. Sampel kemudian diteteskan sebanyak 4 tetes pada bagian prisma hingga terlihat kadar gula dalam satuan Brix. Berat gram gula dari 100 gram larutan sama dengan slake Brix dari refractometer yang diukur
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hidrolisis Kulit Nanas
Kulit  nanas  mengandung  glukosa  dan karbohida tyang  cukup  tinggi  yakni13,65  %  dan  17,53%. Kandungan  karbohidarat  dalam  kulit  nanas  terdiri  dari selulosa  sebesar  21,98, 2,34%,  hemiselulosa  sebesar 74,96, 2,55% dan lignin sebesar 2,68 1,54%. Untuk mengubah selulosa dan hemiselulosa   dalam karbohidrat menjadi gula dapat  melakukannya dengan cara meghidrolisa dengan bantuan katalis asam (Mondalet al, 2017). Katalis HCL 0,1M sebagai bantuan dalam proses hidrolisis kulit nanas  berjalan pada waktu 30 detik dapat menghasilkan kadar gula sebesar 9Brix,  dalam  waktu  1 hingga 10  menit  dapat menghasilkan konsentrasi gula yang konstan yakni 10,38Brix, Ketika seluruh hemiselulosa dan amorpus selulosa habis bereaksi dalam air. hal ini dikarenakan seluruh   hemiselulosa  dan amorpous selulos habis  bereaksi  dengan  air. Sehingga membuat  kristalin selulosa  bereaksi  lebih  lambat  terhadap amorpous  selulosa.  Hal  ini ditunjukan  dengan perubahan  konsentrasi  gula pada waktu  10  menit  hingga  90  menit  dari  10,38Brix menjadi  12,18Brix,  sehingga  waktu  optimal  proses hidrolisis  adalah  10  menit.  Hal  yang  serupa  dihasilkan pada  hidrolisis  tepung  kulit  ketela  pohon    dengan menggunakan katalis HCl. HCl  dipilih  sebagai  kalatalis  asam  dikarenakan mudah   terionisasi,   sehingga   lebih   efektifuntuk mengihidrolisis  serbuk  kulit  nanas  menjadi  gula.  Hal yang  menyebabkan  konsentrasi  asam dapat  mempengaruhi  perolehan  gula ialah ketika ion   H+ dari   HCl   membentuk   asam terkonjugasi, menyebabkan  pemebelahan  ikatan  glikosidik  dengan penambahan  molekul  air  dan  melepaskan  gula dan  ion H+.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Penelitian yang telah dilakukan  dapat disimpulkan bahwa kadar bioetanol yang diperoleh dipengaruhi oleh penambahan enzim. Semakin banyak glukosa yang dikonversi menjadi bioetanol maka akan semakin banyak kadar bioetanol yang dihasilkan. Sedangkan pengaruh waktu fermentasi, dari penelitian diperoleh waktu fermentasi dengan kadar alkohol tertinggi yang dihasilkan adalah 3 hari karena waktu terbaik Saccharomyces cerevisiae bekerja mengubah glukosa menjadi bioetanol adalah 3 hari. Dalam yeast  terimobilisasi dalam  butiran alginate dapat menghasilkan etanol . Dengan salah satu faktor yang mempengaruhi yaitu semakin  kecil  ukuran  diameter butiran  alginat  maka  akan  semakin  besar  konsentrasi gula yang dihasilkan. Dalam yeast yang terimobilisasi dalam butiran alginate dengan diameter 2,78 mm mengasilkan konsentrasi alcohol yang tertinggi.
Saran
Penelitian yang sedang berlangsung saat ini masih memiliki banyak kelemahan, untuk mencapai hasil yang memuaskan, peneliti harus memperhatikan proses pembuatan terkait dengan kondisi sekitar seperti temperatur, waktu, dan lain-lain. Di masa depan, diharapkan para peneliti dapat mengurangi kesalahan yang telah dilakukan sebelumnya dan dapat mengoptimalkan penelitian di masa depan. Â Â Â Â Â
DAFTAR PUSTAKA
Nulhakim, L., Febriana, dll .2019. Pembuatan bioetanol dari kulit nanas oleh saccharomyces cerevisiae terimobilisasi dalam butiran alginat. Applicable Innovation of Engineering and Science Research (AVoER).
Febriasari, A., Mujimi, dll.2021. Pengaruh Perbedaan Konsentrasi Ragi (Saccharomyces cereviseae) Terhadap Kadar Etanol dari Kulit Nanas Madu dengan Metode SHF dan SSF. Jurnal Chemtech, 7(1), 7-12.
L.  Nulhakim,  B.  Anggo,dll .2019."Pembuatan bioetanol dari kulit nanas oleh Saccharomyces  cerevisiaeterimobilisasi dalam  butiran  alginat," Seminar  Nasional AVoER XI, pp. 1-5.
A. D. Susanti, P. T. Prakoso, and H. Prabawa.2013. "Pembuatan bioetanol dari kulit nanas melalui hidrolisis  dengan  asam," Ekuilibium,  vol.  12, no. 1, pp. 11--16,
