## BIOETHANOL PRODUCTION FROM WASTE COCONUT WATER THROUGH FERMENTATION PROCESS
Pembuatan Bioetanol dari Limbah Air Kelapa Melalui Proses Fermentasi
Dominggus Malle 1, *, I.B.D. Kapelle 2 , Flourence Lopulalan 2
1 Faculty of Agriculture Pattimura University, Kampus Poka, Jl. Ir. M. Putuhena, Ambon 97134
2 Chemistry Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Pattimura University, Kampus Poka, Jl. Ir. M. Putuhena, Ambon 97134

## ABSTRACT
Bioetanol  can  be produced  through glucose  fermentation  using saccharomyces cerevisiae .  Was  done to  make coconut  water  contains  small  amount  of  carbohydrate.  A  researcher  had  taken  research  was  done  to  make bioetanol from coconut water waste.  The  result  of  the  research  shows  that  coconut  water  fermentation  with yeast has maximum speed after 70 minutes incubation. The fermentation solution was then destilated. Bioetanol purity was about 76-80% after HPLC analysis.

## PENDAHULUAN
Krisis energi  yang melanda dunia membuat kelangkaan  bahan  bakar  minyak  (BBM)  dan kenaikan  harga  BBM  sudah  tidak  bisa  diatasi lagi.  Persediaan  minyak  bumi  dunia  semakin menipis dan harganyapun terus melonjak seiring dengan  perkembangan  teknologi  dan  industri. Sehingga  kebutuhan  akan  sumber  energi  makin meningkat  terutama  minyak  bumi.  Untuk  itu, pencarian  energi  alternatif  berbasis  tumbuh- tumbuhan  (nabati)  merupakan  salah  satu pilihan  guna  membuat  bioetanol  sebagai sumber energi alternatif (Rahmanto, 2009).
Salah  satu  bahan  alternatif      bahan  bakar minyak  (BBM)  non  fosil  adalah  bioetanol terbarukan  yang  potensial  untuk  dikembangkan di Indonesia. Bioetanol sebagai salah satu bahan bakar  alternatif    masyarakat  belum  diterapkan sama sekali karena  masih  dalam tahap penelitian dan  uji  coba.  Padahal  di  Indonesia,  banyak sekali  sumber  daya  alam  hayati  yang  dapat digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi  bioetanol  (Hananto  Putro  dan Ardhiany,  2010).  Salah  satu  sumber  daya  alam hayati  yang  dapat  digambarkan  sebagai  bahan baku  adalah kelapa.
Kelapa  merupakan  sumber  daya  alam Indonesia  yang  sangat  potensial.  Pohon  kelapa dapat  tumbuh  dengan  baik  di  hampir  seluruh wilayah  Indonesia.  Masyarakat  pada  umumnya sangat akrab dengan kelapa karena penggunaannya  sebagai  santan  pada  masakan sehari-hari,  ataupun  sebagai  minyak  kelapa. Sebut  saja  pemanfaatan  kelapa  sebagai  bahan baku  kosmetik,  kopra  putih,  pernak-pernik barang  seni,  bahan  pembuatan  shampoo, margarin, karbon aktif, bahan baku  obat-obatan, dan  lain  sebagainya.  Karena  begitu  ragamnya manfaat  dari  kelapa  ini,  maka  tidaklah mengherankan  jika  kelapa  mendapat  julukan sebagai pohon kehidupan ( the tree of life).
Pengolahan  kelapa  secara  industri  biasanya menyisakan  air  kelapa  yang  tidak  dimanfaatkan atau  dibuang      (limbah).  Namun,  air  kelapa masih  mengandung  gula-  gula  sederhana  yang dapat  dikonversi  menjadi  bioetanol  melalui proses fermentasi.
Bioetanol  merupakan  cairan  hasil  proses fermentasi  gula  dari  sumber  karbohidrat  (pati) menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim,  2011).  Produksi  bioetanol  dari tanaman yang mengandung pati atau
* Corresponding author, e -mail: d.malle@faperta.unpatti.ac.id
Received:  June 2014 Published: July 2014
Keyword : B ioetanol, coconut water, distillation, fermentation
Dominggus Malle , dkk / Ind. J. Chem. Res. , 2014, 2, 155 -159
1
karbohidrat,  dilakukan  melalui  proses  konversi karbohidrat   menjadi  gula atau   glukosa dengan beberapa  metode  diantaranya  dengan  hidrolisis asam  dan  secara  enzimatis.  Glukosa  yang diperoleh selanjutnya dilakukan proses fermentasi  atau  peragian  dengan  menambahkan yeast atau ragi sehingga diperoleh bioetanol.
Bioetanol  yang  dihasilkan  mempunyai banyak  manfaat  diantaranya  digunakan  untuk bahan  dasar  industri  farmasi  dan  campuran bahan  bakar  kendaraan.  Jika  bioetanol  dipakai sebagai  campuran  bahan  bakar  maka  akan mengurangi  ketergantungan  terhadap  bahan bakar  fosil.  Dan  jika  dapat  mengurangi ketergantungan  pemakaian  bahan  bakar  fosil maka  dapat  mengurangi  produksi  gas  rumah kaca  dan  gas-gas  penyebab  hujan  asam. Penggunaan  bahan  bakar  etanol  ini  tidak menimbulkan  pencemaran  udara  sehingga  aman untuk  digunakan (Ishom  dkk,2007).

## METODOLOGI

## Alat dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  Seperangkat  alat  gelas,  Satu  set  alat destilasi  Fine,  Autoclave  TOMY  ES-215, Hot- plate dan Magnet stirer Cimarec, Neraca analitik OHAUSS
Adventure TM Pro, Termometer,
Stopwatch, Corong, Batang pengaduk,
Kromatografi  Cair  (HPLC)  (WATERS),  Botol fermentor sederhana, Spektroskopi UV-VIS.
Bahan-bahan  yang  digunakan dalam penelitian  ini  adalah  Air  kelapa,  Ragi/Khamir ( Saccharomyces cerevisiae ), K2HPO4 (BioBasic Inc), MgSO4.7H2O (BioBasic Inc), (NH4)2SO4 (BioBasic  Inc),  Akuabides,  DNS  (Dinitro salisilat)

## Prosedur Kerja
Persiapan sampel dan analisis kandungan gula pereduksi
S ebanyak  5  L  limbah  air  kelapa diperoleh  dari  pedagang  kelapa  di  pasar Passo,  selanjutnya  disaring  dan  diambil filtratnya.  Sebanyak  1  mL  filtrat  limbah  air kelapa  dimasukkan  ke  dalam  tabung  reaksi, ditambahkan 1 mL reagen DNS, dipanaskan dalam  air  mendidih  selama  5  menit kemudian  didinginkan  dalam  air  es.
Selanjutnya ditambahkan 8 mL akuades dan diukur  absorbansinya  dengan  menggunakan Spektrofotometer UV-VIS pada 540 nm.

## Tahap fermentasi
Sebanyak  500  mL  filtrat  dimasukkan  ke dalam  botol  fermentor  kemudian  ditambahkan 0,875  g  K2HPO4    dan  ditambahkan  30  g ammonium  sulfat  dan  diaduk  hingga  larut. Kemudian  ditambahkan  8,75  g  ragi,  diaduk selanjutnya  dilakukan  inkubasi  dengan  cara menutup  rapat  botol  fermentor  pada  suhu  30ºC. Pengambilan  cuplikan dilakukan disetiap variasi  waktu  pertama,  kedua,  ketiga  dan seterusnya  sampai  proses  fermentasi  berhenti. Setelah itu siap didestilasi.

## Tahap Destilasi

## Destilasi I
Cairan  hasil  proses  fermentasi  diambil sebanyak  200  mL,  dimasukkan  ke  dalam  botol destilasi  dan  ditambahkan  batu  didih  kemudian dipanaskan  hingga  mendidih.  Dikumpulkan destilat  pada  suhu 90ºC,  diuji  berat  jenis dalam    massa    etanol/mL    destilat    dengan menggunakan  metode Jeffers (2000) (grafik).

## Destilasi II
Prosedur      dilakukan  seperti  pada  destilasi tahap  pertama.  Semua  fraksi  destilat  yang mendidih  pada  suhu 80ºC  dikumpulkan. Selanjutnya  dilakukan  uji  berat  jenis  etanol sesuai metode grafik Jeffers (2000).
Analisis Kadar Bietanol Hasil  yang  diperoleh  dari  proses  destilasi tahap  2,  dianalisis  pada  laboratorium  Balai Pengkajian  Bioteknologi,  BPPT  Serpong, Tangerang dengan menggunakan metode
HPLC/KCKT,  dengan  kondisi  operasi  sebagai berikut : 1.  Fase gerak :  H2SO4  0,008 N 2.  Laju alir :  1mL/menit 3.  Tekanan pompa :  1082-1106 psi 4.  Jenis kolom :  Aminex HPX-87H 5.  Jenis detektor :  Detektor RI (Refractive Index)
Dominggus Malle , dkk / Ind. J. Chem. Res. , 2014, 2, 155 -159
1

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pembuatan larutan standar glukosa
Sampel air kelapa diambil  dari buah kelapa tua  yang  dikumpulkan  dari  pasar  Passo kemudian  disaring  dan  diperoleh  sebanyak  5  L air  kelapa  tua  yang  bersih.  Penyaringan dimaksudkan  untuk  memisahkan  air  kelapa  dari pengotor seperti serat- serat kelapa.
Larutan  standar  seri  dibuat  dengan mencampurkan  larutan  glukosa  standar  dengan akuades  dan  larutan  standar  DNS,  kemudian dipanaskan  selama  5  menit untuk mempercepat reaksi  tersebut.  Selanjutnya  dihentikan  dengan cara  pendinginan  di  dalam  air  dingin  sebelum diukur absorbansinya
Gambar 1. Grafik Kurva Standar
Sebanyak  100  μL  dan  300  µL  larutan  air kelapa  diukur  absorbansinya,  dan  kandungan gula pereduksi  limbah air kelapa berkisar antara 153,12-181,29 mg/L.
; dengan y sebagai absorbansi
Tabel 1. Data Absorbansi Sampel Air Kelapas
Tabung Volume air kelapa (µL) Absorbansi Konsentrasi Glukosa (mg/L) 1 100 1.114 181,29 2 300 2 . 6 9 9 459,36 Fermentasi glukosa menjadi alkohol Proses fermentasi bertujuan untuk
mengubah  glukosa  menjadi  etanol.  Proses fermentasi  air  kelapa  menggunakan  ragi
( Saccharomyces
cerevisiae ), K2HPO4, ammonium  sulfat  dan  magnesium  sulfat  selama 6  jam    pada  kisaran  suhu  kamar.  Hal  ini
disebabkan  karena  pertumbuhan  mikroba  sangat tergantung pada glukosa sebagai sumber energi.
Ragi  mempunyai  kemampuan  untuk  dapat memfermentasi  glukosa  karena  peragian  dengan Saccharomyces  cerevisiae merupakan  peristiwa anaerob  sehingga  oksigen  tidak  ikut  serta  pada proses peragian. Semua mikroorganisme memerlukan makanan  dan  nutrien,  oleh  sebab itu  dalam  penelitian  ini  digunakan  air  kelapa sebagai sumber energi.
Saccharomyces cerevisiae merupakan mikroorganisme  yang  sangat  banyak  digunakan pada  proses  fermentasi  alkohol,  karena  dapat berproduksi  tinggi,  cukup  tahan  terhadap alkohol,  tahan  terhadap  kadar  gula  yang  tinggi dan tetap aktif pada suhu 4-32ºC (Kartika, dkk., 1992). Saccharomyces  cerevisiae juga  akan memetabolisme
glukosa dan fruktosa
membentuk  asam  piruvat,  selanjutnya  asam piruvat  mengalami  dehidrogenasi  menjadi bioethanol (Lehninger, 1982).
Dalam  proses  fermentasi  glukosa,  tidak hanya  dihasilkan  etanol  tetapi  juga  gas karbondioksida (CO2).
C 6 H 12 O 6 + H 2 O 2C 2 H 5 OH + 2CO 2
Jumlah  gas  karbondioksida  yang  terbentuk sebanding  dengan  konsentrasi  bioetanol  yang dihasilkan,  oleh  sebab  itu,  dengan  menghitung jumlah gelembung gas CO2  yang dihasilkan per satuan  waktu  dapat  ditentukan  kecepatan  reaksi fermentasinya.
Pengamatan  jumlah  gelembung  gas  ini dilakukan pada suhu yang konstan yaitu 30ºC.
Gambar 4.  Grafik kecepatan fermentasi (pengamatan gelembung)
Berdasarkan   Grafik   pada Gambar   4, dapat      dilihat      bahwa      kecepatan  maksimum fermentasi  air  kelapa  dengan  ragi  terjadi  pada
Dominggus Malle , dkk / Ind. J. Chem. Res. , 2014, 2, 155 -159
1
menit  ke  70.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pada menit  ke  70,  jumlah  glukosa  yang  dapat difermentasi  oleh  ragi  menjadi  etanol  berada pada  jumlah  konsentrasi  maksimal,  setelah  itu konsentrasi  glukosa  menurun  seiring  dengan berkurangnya  gelembung.  Setelah  menit  ke  70, jumlah glukosa sebagai substrat  sudah menjadi  berkurang  dan  konsentrasi  etanol terus  bertambah  yang  menghambat  aktivitas Saccharomyces cerevisiae .

## Destilasi Bioetanol
Untuk  mendapatkan  bioetanol,  setelah proses fermentasi selesai dapat dilakukan dengan proses  destilasi.  Hal  pertama  yang  dilakukan adalah  menyaring  hasil  fermentasi  yang bertujuan  untuk  memisahkan  larutan  hasil fermentasi  dengan  pengotor  atau  residu  yang terbentuk  selama  proses  fermentasi.  Larutan hasil  fermentasi  ini  masih  berupa  campuran antara  air  dan  etanol,  sehingga  untuk memisahkan  alkohol  dari  air  dapat  dilakukan dengan cara destilasi.
Destilasi  yang  dilakukan  dalam  penelitian ini  adalah  destilasi  biasa  yang dilakukan pada suhu 80ºC, karena titik didih etanol adalah 78ºC sedangkan  titik  didih  air  100ºC.  Etanol  yang dihasilkan  berupa  cairan  bening.
Etanol  yang  dihasilkan  dari  destilasi pertama,  biasanya  memiliki  kadar  yang  lebih rendah  dari  hasil  redestilasi.  Hal  ini  disebabkan pada  destilasi  yang  pertama  kadar  air  yang terdapat  dalam  larutan  fermentasi  cukup  banyak dibandingkan  kadar  etanol  sehingga,  jumlah  air yang  turut  menguap  dan  terbawa  dalam  destilat cukup  banyak,  maka  kadar  etanol  menjadi rendah.  Pada  proses  redestilasi,  kadar  air  yang terdapat  dalam  destilat  pertama  hanya  sedikit sehingga  hasil  redestilasi  dapat  menghasilkan kadar etanol yang lebih baik.

## Analisis kadar etanol dengan menggunakan HPLC
Kadar etanol  dari air kelapa yang diperoleh dengan cara redestilasi setelah dilakukan analisis dengan High Performance Liquid
Chromatography (HPLC ) dapat  dilihat  pada Lampiran  5,  terlihat  bahwa  jumlah  peak dalam  kromatogram  standar  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  kromatogram  sampel.  Hal ini  dikarenakan  dalam  proses  dehidrasinya
dilakukan  hanya  satu  kali.  Terlihat  pula  pada lampiran  6  bahwa  kadar  etanol  yang  diperoleh melalui  fermentasi  berkisar 73% atau 6,3  g / 10 mL  etanol,    hal    ini    dapat    terjadi    karena adanya    beberapa    faktor    yang    mempengaruhi jumlah  etanol  yang  dihasilkan  dari  fermentasi antara  lain  mikroorganisme  dan  media  yang digunakan serta kemampuan fermentasi mikroorganisme dan kondisi selama fermentasi.
Dalam  penelitian  ini,  larutan  hasil fermentasi  masih  berupa  campuran  air  dengan alkohol  dan  untuk  memisahkannya  dilakukan destilasi    yang    merupakan  proses  pemisahan berdasarkan titik didih. Destilasi  yang dilakukan pada  penelitian  adalah  destilasi  biasa  yang dilakukan pada suhu 80ºC.

## Kesimpulan
Berdasarkan  tujuan,  hasil  penelitian  dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa: bioetanol yang  merupakan  alkohol  dihasilkan  dari fermentasi  air  kelapa  ( Cocos  nucifera ),  berupa cairan  bening  dan  memiliki  kadar  etanol  73% atau 6,3 g/10 mL.

## DAFTAR PUSTAKA
Aryo  Bogadenta.  2013. Manfaat  Air  Kelapa dan
Minyak Kelapa . Pengetahuan Kesehatan  Indonesia.  Penerbit  Flash  Books, Jakarta.
Day,  R.  A.  Jr      dan  Underwood,  A.  L.  1996. Analisis  Kimia  Kuantitaif edisi  kelima, Quantitative Analysis, Fifth Edition, Penerjemah  A.  H.  Pudjatmaka.  Penerbit Erlangga. Jakarta.
Sastrohamidjojo, H. 1991. Spektroskopi . Penerbit Liberty, Yogyakarta. Faoji,  Y.  2007. Departement  of  Agroindustrial Teknologi .University  Agricultural  Bogor. http://www.mahasiswadepag.wordpress.Com /2007/0. 04/02/2012.
Ferdias.  R  dan  Rahman,  S.  J.,  1992.  Study  of Etanol  Production  from  Fungal  Pretreated Wheat and Rice Straw . The Internet Journal Of Microbiology 4 .
Hambali,  E.,  Mujdalipah,  S.,  Tambunan,  H  .,
Patttiwi,  W.  A.,  dan  Hendroko,  R.  2007. Teknologi  Bioenergi .  Penerbit  Agromedia,
Jakarta.
Hari Purnomo, 2006 http://www.pertamina.com.
Dominggus Malle , dkk / Ind. J. Chem. Res. , 2014, 2, 155 -159
1 Agustus 2011
Ishom,  F.,  Wahyudi,  D.,  Bobo.J,  dan  Hendroko, R.  2007. Pengembangan  Bahan  Bakar Nabati . Penerbit Penebar Swadaya, Jakarta. Jeffers,    J.    2000. Preparing    Ethanol    by Fermentation .    Chemical    Education Resources. Pennsylvania.
Judoamidjojo,  1990. Teknologi  Fermentasi ,  CV.
Rajawali, Jakarta. Jeffers,    J.    2000. Preparing    Ethanol    by Fermentation .    Chemical    Education
Resources.  Pennsylvania.Kartika,  B,  A.  D. Guritno,  D.  Purwadi,  dan  D.  Ismoyowati. 1992. Petunjuk  Evaluasi  Produk Industri Hasil  Pertanian. PAU  Pangan  dan  Gizi UGM.Yogyakarta.
Lehninger,  A.  L,  1982. Dasar-dasar  Biokimia jilid  1,  Penerjemah  Maggy  Thenawijaya, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Prihandana  R.,  Noerwijati.  K.,  Gamawati.  P.,
Setiadi S,.dan Hendroko. R. 2007.
Bioetanol Ubi  Kayu  Bahan  Bakar  Masa
Depan .  Penerbit  PT  Agromedia  Pustaka,
Jakarta.
Suharto,  I.  2011. Limbah  Kimia  Dalam Pencemaran  Udara  dan  Air. Penerbit  Andi Publisher, Jakarta.
Rahman, A. 1992. Teknologi Fermentasi Industri II . Penerbit ARCAN, Jakarta.
Sudarmadji.  S,  Haryono.  B,  dan  Suhardi.1989.
Mikrobiologi Pangan , PAU Pangan dan Gizi Universitas Gaja Mada, Yogyakarta.