bab iii sorghum
DESCRIPTION
bab 3TRANSCRIPT
26
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian
Langkah-langkah dalam penelitian dapat digambarkan dengan bagan sebagai berikut :
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
GelatinasiLarutan buffer fosfat pH 6,9
Pengeringan
Enzim Alpha-amilase
Biji sorgum
Tepung sorgum
Pengayakan
Enzim glukoamilaseSSF CO2Yeast Saccharomyces cerevisiae dan nutrien (Urea
dan NPK)
Likuifikasi
Penggilingan
Filtrat
Filtrasi Ampas
FiltrasiAmpas
Filtrat
Distilasi air
27
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
3.2. Bahan dan Alat
3.2.1.Bahan-bahan yang digunakan
a. Sorgum
b. Larutan buffer fosfat pH 6,9
c. Enzim Alpha-amilase
d. Enzim glukoamilase
e. Yeast Saccharomyces cerevisiae
f. Nutrien (Urea dan NPK)
3.2.2.Alat-alat yang digunakan
a. Rangkaian alat likuifikasi
b. Rangkaian alat sakarifikasi dan fermentasi simultan
c. Rangkaian alat distilasi
Rangkaian alat bisa dilihat pada gambar berikut :
Keterangan:
1. pendingin
2. motor pengaduk
3. pengaduk merkuri
4. labu leher tiga
5. pemanas mantel
6. statif
7. termometer
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Etanol
28
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
8. klem
Gambar III.1 Rangkaian alat likuifikasi
Keterangan :
1. Selang pengambilan sampel
2. Shaker bath
3. Erlenmeyer
4. Selang CO2
5. Gelas Beaker
6. Filter udara
Gambar III.2 Rangkaian alat sakarifikasi dan fermentasi simultan
Keterangan :
1. Termometer
2. Statif
3. Pendingin balik
4. Kran refluks
5. Labu leher tiga
6. Pemanas mantel
Gambar III.3 Rangkaian alat distilasi
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
29
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
3.3. Langkah Percobaan
3.3.1.Persiapan Alat dan Bahan Baku
a. Sterilisasi alat
Semua alat disterilisasi dengan autoklaf pada tekanan 15 psia suhu 121ºC
selama 15 menit. Kemudian dikeluarkan dan dilakukan pendinginan.
b. Pembuatan tepung sorgum
- Biji sorgum dilepaskan dari tongkolnya.
- Mengeringkan biji sorgum sampai kering.
- Menggiling sorgum hingga berbentuk tepung.
- Mengayak tepung dengan screener agar ukuran sama.
c. Pembuatan larutan buffer fosfat pH 6,9
- Membuat larutan Natrium fosfat monobasis (NaH2PO4.2H20) dengan
melarutkan 6,95 gr dalam aquades sampai 250 ml.
- Membuat larutan Natrium fosfat dibasis (Na2HPO4.2H2O) dengan
melarutkan 8,1898 gr dalam aquades sampai 250 ml.
- Mencampur 180 ml larutan Natrium fosfat monobasis dan 180 ml
larutan Natrium fosfat dibasis, kemudian mengencerkannya sampai
800 ml.
3.3.2.Gelatinasi
a. Menimbang pati dengan berat 96 gram dan melarutkan dalam 800 ml
buffer fosfat pH 6,9. Memasukkan dalam labu leher tiga.
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
30
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
b. Mengaduk dengan magnetic stirer ± 5 menit sampai homogen, kemudian
memanaskan sampai terbentuk bubur/ gelatin (suhu 90oC).
3.3.3.Likuifikasi
a. Mengkondisikan gelatin untuk enzim alpha-amilase sehingga pH 6,9 dan
suhu 80oC.
b. Memasukkan 2 ml enzim alpha-amilase ke dalam gelatin dan
menghitungnya sebagai jam ke nol. Selama reaksi (2 jam), tetap
melakukan pengadukan dan suhu dibuat konstan.
3.3.4.Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
a. Mengkondisikan larutan (turunkan suhu dan pH) untuk enzim
glukoamilase sehingga suhu 30oC dan pH 4,5 dengan menambahkan
asam sitrat 1 M. Kemudian memasukkan larutan tersebut ke dalam
erlenmeyer 1000 ml.
b. Pembuatan Starter
Mengambil larutan dari erlenmeyer sebanyak 3-10 % dari larutan dan
ditambahkan nutrient (urea dan NPK) dan yeast Saccharomyces
cerevisiae.
c. Memasukkan enzim glukoamilase (dengan variasi 4 ml, 8 ml, 10 ml, 12
ml untuk setiap 200 ml larutan) dan starter ke dalam erlenmeyer dan
menghitungnya sebagai jam ke nol. Erlenmeyer ditutup rapat dan
dihubungkan dengan selang plastik yang telah dihubungkan dengan filter
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
31
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
udara. Selama reaksi (6 jam), tetap melakukan pengadukan di dalam
shaker bath dan suhu dibuat konstan (30oC).
3.3.5.Analisa Kadar Glukosa Metode Shafer Somogy
a. Pembuatan dan standarisasi larutan Natrium thiosulfat 0,1 M
- Persiapan larutan standar
Melarutkan 1,25 gr Na2S2O3 dengan 500 ml aquades. Mendidihkan
selama 5 menit. Botol untuk menyimpan adalah botol gelap.
- Standarisasi
Menimbang dengan tepat 0,2-0,23 gr K2Cr2O7 (sebelumnya
ditimbang, keringkan dulu dalam oven 1000C selama 2 jam).
Menempatkan dalam erlenmeyer 250 ml, tambahkan 80 ml larutan
yang berisi 2 gr KI (melarutkan 2,5 gr KI dalam 100 ml aquades).
Tambahkan 20 ml larutan HCl 1 M dan tempatkan dalam ruang
gelap selama 10 menit. Kemudian titrasi dengan larutan standar
Na2S2O3 0,1 M dengan indikator amilum.
Molaritas Na2S2O3 =
b. Pembuatan reagen
(a) Reagen Shaffer Somogyi carbonat 50, 5 gr KI.
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
32
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
Larutkan masing-masing 25 gram Na2CO3 dan Kalium Natrium
Tartrate.4H2O dengan 500 ml aquades dalam gelas beker 1 L. Aduk
dan tambahkan 75 ml larutan CuSO4.5H2O (kadar 100 gr/L).
Larutkan 20 gr NaHCO3 dan 5 gr KI.
Pindahkan semua larutan diatas dalam labu ukur 1L kemudian
tambahkan 250 larutan KIO3 0,0167M (3,567 gr KIO3 yang
dilarutkan dalam 1L aquades). Kemudian tepatkan volumenya
sampai tanda batas dengan aquades.
(b) Larutan iodide oksalat
Larutkan 2,5 gr KI dan 2,5 gr K2C2O4 dengan aquades dan encerkan
sampai 100 mL. Larutan dalam keadaan fresh setiap minggunya.
(c) Larutan Thiosulfat standar
Siapkan setiap hari 0,005M dari stok larutan standar Thiosulfat
0,1M.
(d) Indikator amilum
Mendidihkan aquades 100 ml kemudian menambahkan 0,5 gram
amilum yang telah dilarutkan dalam sedikit aquades.
c. Analisa sampel dengan menggunakan metode Shafer Somogy
- Mengambil 5 ml larutan dan menambahkan 5 ml reagen (a) dan 30
ml aquades. Mendidihkan selama 2 menit. Kemudian mendinginkan.
- Menambahkan masing-masing 2 ml reagen (b) dan 3 ml H2SO4 1M.
(larutan jangan digojog kalau belum ditambah asam sulfat).
Kemudian larutan digojog setelah ditambah asam sulfat.
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
33
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
- Menitrasi dengan 0,005 M Na2S2O3 dengan indikator amilum (3
tetes) sampai larutan menjadi bening.
- Membuat blanko dengan menggunakan 5 ml aquades dengan
perlakuan sama dengan sampel.
- Kurangi volume titrasi blanko dengan titrasi sampel dan plotkan
dalam tabel untuk mengetahui kadar glukosa dalam 5 ml larutan
sampel tersebut.
3.3.6.Proses Distilasi
a. Larutan hasil fermentasi kemudian didistilasi. Proses distilasi dilakukan
pada suhu 80oC, karena titik didih etanol 78oC dan titik didih air 100oC.
Selanjutnya hasil distilasi dianalisis kadar alkoholnya.
b. Analisa kadar etanol menggunakan picnometer
- Menimbang picnometer kosong (a gram)
- Mengisi picnometer dengan aquadest dengan berat jenisnya ().
- Menimbang picnometer yang telah diisi aquadest (b gram).
- Menghitung volume picnometer yang sebenarnnya.
- Mengisi picnometer dengan larutan etanol hasil destilasi yang akan
diuji kadar etanolnya.
- Menimbang picnometer yang telah diisi larutan etanol (c gram).
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta
34
Pengaruh Konsentrasi Katalis Enzim Glukoamilase (Aspergillus
Niger) pada Reaksi Simultan Sakarifikasi dan Fermentasi
(Saccharomyces Cerevisiae) Pembuatan Bioetanol Dari Sorgum
(Sorghum Bicolor L.)
- Menghitung berat jenis larutan etanol hasil distilasi
- Setelah diketahui berat jenis larutan etanol tersebut, kadar etanol
dihitung dengan menggunakan Tabel Perry.
Jurusan Studi Teknik Kimia
Universitas Sebelas Maret Surakarta