## Jurnal Teknik Kimia USU
ISSN : 2337-4888
Homepage : https://talenta.usu.ac.id/jtk
ISSN : 2337- 4888 JURNAL TEKNIK KIMIA - USU Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

## Pengaruh Konsentrasi Kapang dan Lama Waktu Fermentasi terhadap Kadar Bioetanol dari Limbah Kulit Singkong (Manihot esculenta)
Effect of Mold Concentration and Length of Fermentation Time on Bioethanol Levels from Cassava Peel Waste (Manihot esculenta)
Sasani Setyawan Jati * dan Tri Widayatno Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jl. A. Yani, Mendungan, Pabelan, Kec. Kartasura, Kabupaten Sukoharjo, Jawa Tengah 57169, Surakarta, 57102,
Indonesia
*Email: D500180098@student.ums.ac.id

## Abstrak
Tujuan dari penelitian ini adalah pembuatan bioetanol dengan memanfaatkan kulit singkong, proses ini melalui  proses  hidrolisis  asam  dan  fermentasi.  Pembuatan  bioethanol  dengan  variasi  pengaruh  laju waktu fermentasi (5 hari dan 10 hari), serta dengan variasi jumlah konsentrasi kapang (10%, 20%, dan 30%). Kapang yang digunakan adalah Saccharomyces cerevisiae , kemudian hasil bioetanol yang masih bercampur  dipisahkan  melalui  proses  distilasi  dan  akan  menghasilkan  bioetanol.  Berdasarkan  hasil yang diperoleh kadar etanol tertinggi terdapat pada variasi penambahan kapang 30% dihari ke-5 sebesar 8,09% dan untuk kadar etanol yang terendah terdapat pada variasi penambahan kapang 10% di hari ke- 10 sebesar 5,86%. Hal ini membuktikan bahwa masing-masing variasi memiliki nilai optimum dalam menghasilkan kadar bioetanol dari kulit singkong.
Kata kunci : bioetanol, kulit singkong, hidrolisis asam, fermentasi, distilasi

## Abstract
The purpose of this research is the manufacture of bioethanol by utilizing cassava peel, this process is through acid hydrolysis and fermentation processes. Making bioethanol with variations in the effect of the rate of fermentation time (5 th days and 10 th days), as well as with variations in the amount of mold concentrations  (10%,  20%,  and  30%).  The  mold  used is  Saccharomyces  cerevisiae,  then  the  mixed bioethanol is separated through the distillation process and will produce bioethanol. Based on the data obtained, the highest ethanol content was found in the variation of the addition of 30% mold on the 5th day of 8.09% and the lowest ethanol content was found in the variation of the addition of 10% mold on the 10 th days of 5.86%. This proves that each variation has an optimum value in producing bioethanol content from cassava peels.
Keywords:  bioethanol, cassava peel, acid hydrolysis, fermentation, distillation

## Pendahuluan
Kebutuhan  energi  pada  saat  ini  masih  banyak disuplai  dari  bahan  bakar  fosil,  terbatasnya  sumber bahan  bakar  fosil  dapat  berakibat  pada  krisis  energi yang  akan  berdampak  buruk  bagi  perekonomian  di dunia  [1].  Hal  ini  dibuktikan  pada  setiap  tahun semakin  meningkatnya  kebutuhan  bahan  bakar minyak  atau  biasa  dikenal  dengan  BBM,  sehingga berdampak  pada  perekonomian  masyarakat  yang memicu krisis sosial. Dampak lain dari BBM sendiri adalah mengakibatkan fenomena krisis pada lingkungan  atau  biasa  dikenal  dengan  pemanasan global karena disamping sisi penggunaan BBM akan menghasilkan gas-gas sehingga menyebabkan
bertambahnya  konsentrasi  rumah  kaca  di  atmosfer seperti karbondioksida ( 𝐶𝑂 2 ), Nitrogen Oksida ( 𝑁𝑂 2 ), Sulfur Oksida ( 𝑆𝑂 2 ), dan Metana ( 𝐶𝐻 4 ) [2].
Dalam  mengatasi  dampak  negatif  yang  timbul akibat penggunaan BBM, dibutuhkan energi alternatif yang  bersifat  dapat  diperbarui.  Salah  satu  sumber energi  alternatif  terbarukan  yang  berpotensi  besar untuk dikembangkan adalah bahan bakar nabati yang merupakan bahan bakar dari sumber daya hayati yang disebut  bioetanol. Bioetanol  merupakan bahan bakar cair  yang  bahan  bakunya  dapat  diperbarui  dan  tidak merusak lingkungan [1].
Bioetanol  merupakan  sumber  bahan  bakar alternatif  untuk  menyelesaikan  masalah  ketersediaan
bahan bakar yang saat ini masih tergantung pada BBM. Bioetanol juga mampu meningkatkan angka oktan dan mengurangi  penggunaan  aditif  bertimbal  yang berbahaya  terhadap  lingkungan  yang  akan  memicu pemanasan global [3].
Salah satu bahan yang dapat digunakan bioetanol berupa  tanaman  singkong.  Tanaman  singkong  di Indonesia  ini  banyak  diproduksi  dan  menghasilkan limbah  kulit  singkong  dalam  jumlah  yang  sangat banyak, akan tetapi belum dimanfaatkan dengan baik. Penggunaan  singkong  sebanyak  18,9  juta  ton  per tahun. Limbah kulit dalam yang berwarna putih dapat mencapai 1,5 juta - 2,8 juta ton sedangkan limbah kulit luar yang berwarna coklat mencapai  0,04 juta  - 0,09 juta ton per tahun di Indonesia [1].
Kulit  singkong  mengandung  karbohidrat  cukup tinggi.  Hasil  analisis  awal  pada  kulit  singkong  yaitu mengandung 36,5% pati atau amilum [4]. Pembuatan bioetanol  dilakukan  melalui  proses  hidrolisis. Hidrolisis merupakan suatu proses yang terjadi antara reaktan dengan air sehingga suatu senyawa pecah atau terurai [5].
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  menurut Artiyani  dan  Soedjono  (2011),  kombinasi  variabel yang menghasilkan bioetanol terbanyak dalam proses fermentasi selama 96 jam dari kulit singkong dengan Saccharomyces cerevisiae 20% adalah fermentasi dari hasil  hidrolisis  asam  H 2 SO 4 4%  selama  240  menit yaitu menghasilkan etanol sebesar 0,225%. Selanjutnya  hasil  fermentasi  tersebut  didistilasi  dan hasil  tersebut  mengalami  peningkatan  konsentrasi etanol  sebesar  1,637%  [4].  Pada  penelitian  tersebut etanol yang dihasilkan kurang optimal, sehingga pada penelitian  ini  dilakukan  pengolahan  kulit  singkong menjadi  bioetanol  dengan  menggunakan  hidrolisis asam  dan  fermentasi.  Proses  hidrolisis  asam menggunakan  bantuan  katalis  HCl.  Variabel  yang digunakan  adalah  laju  fermentasi  glukosa  dengan selang  waktu  serta  penambahan  konsentrasi  kapang tertentu.  Pada  penelitian  ini  menggunakan  kapang Saccharomyces cerevisiae .

## Teori Kulit Singkong
Singkong  adalah  tanaman  yang  masuk  dalam family Euphorbiaceae dengan  Ordo: Euphorbiales , Sub  Kelas: Rosidae ,  Kelas: Magnoliopsida ,  Divisi: Magnoliophyta ,  Super  Divisi: Spermatophyta ,  Sub Kingdom: Tracheobionta ,  dan  Kingdom: Plantae . Manihot merupakan salah satu tanaman tropis. Umbi singkong  sering  digunakan  masyarakat  umum  untuk memproduksi tepung tapioka dan juga sebagai bahan pengganti  makanan  pokok  tetapi  pemanfaatan singkong sebagai bahan makanan ini juga menimbulkan limbah yang berasal dari kulit singkong itu sendiri yang sampai saat ini hanya menjadi limbah organik  yang  belum  dimanfaatkan  dengan  baik, padahal  limbah  kulit  singkong  ini  mengandung karbohidrat  cukup  tinggi.  Singkong  adalah  umbi- umbian yang mengandung 36,8% karbohidrat, lemak
0,3 %, serat 0,9%, abu 0,5%, dan air sebesar 61,4 % [5].
Kulit  singkong  merupakan  limbah  makanan yang melimpah di negara berkembang, dimana jumlah panen yang tinggi  singkong  sehingga semakin tinggi limbah kulit singkong. Telah diakui di seluruh dunia, bahwa kulit singkong adalah salah satu pilihan terbaik untuk  menggantikan  sumber  yang  dapat  dimakan untuk produksi etanol bahan bakar, tanpa membahayakan ketahanan pangan [6].
Dari  penelitian sebelumnya diperoleh hasil dari analisis awal kandungan kulit singkong yang disajikan pada Tabel 1 [7].
Tabel 1. Analisis kandungan awal kulit singkong No Komponen Kandungan (%) 1 Selulosa 43,626 2 Pati/amilum 36,580 3 Hemiselulosa 10,384 4 Lignin 7,646 5 Lainnya 1,764 Total 100 %
Tabel  1  menunjukan  bahwa  kulit  singkong memiliki  kandungan  pati  dan  selulosa  yang  cukup tinggi,  hal  ini  berpotensi  sebagai  bahan  baku bioetanol.  Sampel  kulit  singkong  pada  tahap pendahuluan  di pretreatment untuk  menghilangkan lignin  karena  lignin  merupakan  polimer  yang memiliki  dinding  yang  kokoh  sehingga  dapat menghambat  proses  hidrolisis  dan  menghambat pertumbuhan mikroba dalam proses fermentasi [7].

## Bioetanol
Bioetanol  merupakan  bahan  kimia  yang  dapat diproduksi dari bahan pangan yang mengandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Banyak penelitian  yang  membuktikan  bahwa  etanol  berasal dari  bahan  pangan,  hal  ini  menjadi  permasalahan ketika bahan pangan digunakan untuk bahan pembuat energi  alternatif,  oleh  sebab  itu  pemanfaatan  limbah dari  bahan  pangan  dapat  diolah  menjadi  bahan  dan dimanfaatkan menjadi alternatif bahan baku pembuatan  etanol.  Etanol  (C 2 H 5 OH)  merupakan cairan bening yang tidak berwarna dan terurai secara biologis,  etanol  ini  terbentuk  melalui  proses fermentasi  gula  yang  bersumber  dari  karbohidrat menggunakan  bantuan  mikroorganisme.  Pembuatan etanol  dapat  menggunakan  bahan  baku  yang mengandung selulosa, polisakarida, dan monosakarida [5].
Bioetanol  memiliki  keunggulan  sebagai  bahan bakar  alternatif  yang  diolah  dari  tumbuhan  dan mampu  mengurangi  emisi  CO 2 hingga  18%, dibandingkan dengan emisi bahan bakar fosil seperti minyak  tanah.  Bioetanol  dapat  digunakan  sebagai pengganti bahan bakar minyak tergantung kemurniannya.  Bioetanol  dengan  95%-99%  konten dapat digunakan sebagai substitusi premium (bensin), sedangkan  konten  40%  dapat  digunakan  sebagai pengganti untuk minyak tanah [8].
Bioetanol adalah salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair pengolahan tumbuhan) disamping biodiesel.  Bioetanol  adalah  etanol  yang  dihasilkan dari  fermentasi  glukosa  yang  dilanjutkan  dengan proses  distilasi.  Proses  distilasi  dapat  menghasilkan etanol dengan kadar 95%. Pemanfaatan etanol untuk digunakan  sebagai  bahan  bakar  perlu  lebih dimurnikan  agar  bisa  mencapai  99%  yang  lazim disebut fuel  grade  ethanol (FGE).  Etanol  dihasilkan dari proses fermentasi glukosa dengan bantuan enzim dari  ragi.  Proses  ini  berlangsung  dalam  dua  tahap dimana tahap pertama berupa perubahan polisakarida (amilum  dan  selulosa)  menjadi  monosakarida (glukosa) dengan katalis asam dan tahap kedua berupa pengubahan  glukosa  menjadi  bioetanol  dengan bantuan  ragi.  Untuk  proses  terkonversinya  pati  yang ada  pada  biji  alpukat  menjadi  bioetanol,  memiliki reaksi sebagai berikut [9].
(C 6 H 10 O 5 ) x +   xH 2 O xC 6 H 12 O 6 Pati Air Glukosa C 6 H 12 O 6 (l) 2C 2 H 5 OH (l) +  2CO 2(g) Glukosa Etanol Kabon dioksida Bioetanol  merupakan  etanol  yang  dihasilkan melalui  tahap  hidrolisis,  tahap  fermentasi  dari biomassa
oleh mikroorganisme seperti Saccharomyces cerevisiae , dan tahap distilasi sebagai pemisah air dan etanol untuk meningkatkan kadar dari etanol  tersebut.  Bahan  baku  dari  bioetanol  adalah bahan  bergula,  pati,  dan  berserat.  Limbah  kulit singkong  merupakan  salah  satu  sumber  serat  yang mudah  ditemukan.  Kulit  singkong  dipotong  dan digiling  untuk  memperbesar  luas  permukaan, sehingga  meningkatkan  kontak  antara  larutan hidrolisis  dengan  permukaan  kulit  singkong  bubuk. Hal  tersebut  membuat  kandungan  karbohidrat  pada kulit  singkong  semakin  banyak  untuk  dihidrolisis [10].
Ada  beberapa  hasil  penelitian  terdahulu mengenai  pembuatan  bioetanol  dari  kulit  singkong. Salah  satu  penelitian  yang  telah  dilakukan,  produksi bioetanol  secara Separated  Hydrolysis  Fermentation (SHF) dan Simultaneous Saccharification
Fermentation (SSF) menggunakan Aspergillus niger , trichoderma  viride dan new  aule  instant  dry  yeast pada  media  kulit  ubi  kayu.  Hasil  dari  penelitian tersebut  adalah  penggunaan  metode  SSF  mampu menghasilkan  etanol  lebih  tinggi  yaitu  sebesar  2,93 g/L  dibandingkan  dengan  metode  SHF  yang  hanya mampu  menghasilkan  2,58  g/L.  Penelitian  yang dilakukan  oleh  Witantri  (2017)  yaitu  pembuatan bioetanol  dari  limbah  kulit  singkong  melalui  proses hidrolisis  enzimatik  dan  mikrobiologi,  penelitian  ini menggunakan  multi  enzim  (selulase)  dengan  proses fermentasi  menggunakan  fermipan  sebanyak  2% dalam waktu 2 hari dapat menghasilkan etanol sebesar 3.67% [11].

## Hidrolisis
Hidrolisis merupakan reaksi kimia yang memecah  molekul  menjadi  dua  bagian  dengan penambahan  molekul  air  (H 2 O)  dengan  bertujuan untuk mengkonversi polisakarida menjadi monomer- monomer  sederhana.  Hidrolisis  asam  merupakan proses yang dilakukan secara acak atau tidak spesifik. Beberapa  asam  yang  umum  digunakan  untuk hidrolisis  kimiawi  antara  lain  asam  sulfat  (H 2 SO 4 ), asam  perklorat  (HClO 4 ),  dan  asam  klorida  (HCl). Komponen  yang  terlarut  pada  hidrolisis  polisakarida dengan katalis asam adalah xilosa, glukosa, selobiosa, furfuraldehyde , hidrosimetrilfurfural , dan asam-asam organik.
Reaksi  hidrolisis  pada  umumnya  merupakan reaksi  endotermis  atau  reaksi  yang  memerlukan panas.  Proses  yang  terjadi  pada  reaksi  hidrolisis adalah  pemutusan  rantai  polimer  meliputi  unit-unit dekstrosa  (C 6 H 12 O 6 ).  Pemutusan  rantai  polimer  ini bertujuan membentuk dekstrosa yang dapat dibentuk melalui  beberapa  cara  misalnya  secara  enzimatis, kimiawi atau juga dapat melalui kombinasi keduanya [12].
Pembuatan  bioetanol  dilakukan  dengan  proses hidrolisis. Hidrolisis adalah suatu proses yang terjadi antara  reaktan  dengan  air  sehingga  suatu  senyawa pecah atau terurai, dan reaksi hidrolisis adalah sebagai berikut [5].
(C 6 H 10 O 5 ) x +   xH 2 O xC 6 H 12 O 6 Pati Air Glukosa
Reaksi  yang  terjadi  antara  pati  dan  air  berjalan sangatlah lambat, sehingga diperlukan bantuan katalis sebagai  katalisator  untuk  memperbesar  kereaktifan air.  Katalisator  dalam  proses  hidrolisis  dapat  berupa asam  maupun  enzim.  Katalisator  asam  yang  biasa digunakan  seperti  HCl,  asam  nitrat  (HNO 3 )  dan H 2 SO 4 .  Asam  berfungsi  sebagai  katalisator  dengan mengaktifkan  air.  Di  dalam  industri,  asam  yang banyak dipakai adalah asam sulfat (H 2 SO 4 ) dan asam klorida  (HCl).  Faktor-faktor  yang  mempengaruhi proses hidrolisis sebagai berikut [5]. a. Kandungan selulosa di bahan baku Kandungan  selulosa  sangat  berpengaruh  pada hasil  glukosa  yang  dihasilkan.  Semakin  tinggi kandungan  selulosa  maka  semakin  tinggi  glukosa yang  dihasilkan,  jika  semakin  rendah  kandungan selulosa  maka  glukosa  yang  dihasilkan  dari  proses hidrolisis semakin rendah.
b. pH Hidrolisis
Apabila  konsentrasi  asam  tinggi,  maka  kondisi pH  juga  semakin  tinggi.  pH  sangat  tergantung  pada konsentrasi  asam  yang  digunakan.  Biasanya  pH optimum yang digunakan berkisar antara 3 - 4,5. c. Waktu hidrolisis
Semakin  lama  waktu  hidrolisis  maka  semakin besar  konsentrasi  glukosa  yang  dihasilkan,  karena berpengaruh  pada  lama  waktu  pemanasan  yang
terjadi. Biasanya waktu yang digunakan untuk proses hidrolisis adalah sekitar 1-3 jam.
d. Suhu Semakin  besar  suhu  maka  semakin  besar konstanta kecepatan reaksi. Hal ini mengikuti hukum Arrhenius, yaitu semakin tinggi suhu yang digunakan semakin besar pula konversi gula yang dihasilkan, jika suhu  terlalu  tinggi  akan  menyebabkan  turunnya konversi karena glukosa akan mengalami degradasi. e. Tekanan Tekanan  sangat  berpengaruh  terhadap  proses hidrolisis.  Tekanan  yang  digunakan  pada  tahapan hidrolisis adalah 1 atm.
f. Konsentrasi
Semakin  tinggi  konsentrasi  asam  maka  semakin tinggi  juga  kadar  glukosa  yang  dihasilkan  sampai dengan  konsentrasi  optimum.  Penelitian  sebelumnya telah  dilakukan  pada  tahapan  hidrolisis  dengan  dua kondisi  yaitu  dengan  menggunakan  katalis  HCl  dan katalis  H 2 SO 4 .  Konsentrasi  alkohol  tertinggi  dengan menggunakan  katalis  HCl  sebesar  29%  volume  dan untuk katalis H 2 SO 4 adalah sebesar 30 % volume [5].

## Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae adalah salah satu jenis khamir  yang  biasa  dipakai  untuk  fermentasi  pada produk  alkohol.  Hal  tersebut  karena S.  cerevisiae mampu  memproduksi  alkohol  dengan  konsentrasi tinggi dan fermentasi spontan. Selain itu S. cerevisiae mempunyai  toleransi  yang  tinggi  terhadap  alkohol, sehingga S. cerevisiae merupakan jalur terpilih  yang biasa digunakan untuk fermentasi alkohol. Saccharomyces  cerevisiae dapat  memfermentasikan sukrosa menjadi etanol pada kondisi netral atau sedikit asam  dalam  kondisi  anaerob,  pada  kondisi  ini  10% glukosa  dapat  direspirasi  menjadi  CO 2 dan menghasilkan  kadar  etanol  kurang  dari  50%. Organisme  yang  disebut  khamir  adalah  termasuk subdivisi Thallophyta dan  digolongkan  dalam  tiga famili yaitu Saccharomyces cereviceae , Sporabolomy cereviceae , Cryptocceae .  Ciri  khas  organisme  ini adalah  reproduksinya  yang  vegetatif  atau  disebut budding [12].

## Fermentasi
Fermentasi  adalah  proses  yang  memanfaatkan kemampuan  mikroba  untuk  menghasilkan  metabolit primer  dan  metabolit  sekunder  dalam  suatu lingkungan yang dikendalikan. Fermentasi merupakan  bentuk  penerapan  atau  aplikasi  tertua  di bidang bioteknologi. Pada mulanya istilah fermentasi digunakan  untuk  menunjukkan  proses  pengubahan glukosa  menjadi  alkohol  yang  berlangsung  secara anaerob [13].
Proses  fermentasi  dapat  dibedakan  atas  2 tingkatan, dapat dijelaskan seperti berikut [14]. a. Peragian  tingkat  pertama,  berlangsung  dalam keadaan  aerob  (adanya  O 2 )  yang  terlarut  dan  di permukaan, berfungsi memperbanyak ragi
(khamir) yang dapat ditandai timbulnya gas asam arang, reaksi sebagai berikut.
C 6 H 12 O 6 +  6O 2 →  6CO 2 +  6H 2 O  +  36 ATP
Pada proses fermentasi tingkat pertama tidak ada atau sedikit sekali etanol yang dihasilkan [15].
b. Fermentasi berlangsung dalam keadaan anaerob. Pada tahap ini khamir dan enzim yang dihasilkan sudah cukup banyak, sehingga akan berlangsung fermentasi,  sampai  sebagian  atau  seluruh  gula diubah  menjadi  etanol,  dengan  reaksi  sebagai berikut.
C 6 H 12 O 6 →  2C 2 H 5 OH  +  2CO 2 +  2 ATP
Etanol  yang  dihasilkan  dari  proses  fermentasi dapat digunakan dalam berbagai keperluan antara lain sebagai  pelarut,  desinfektan,  sebagai  bahan  bakar konvensional [14].
Proses fermentasi menggunakan Saccharomyces cerevisiae (ragi  roti)  karena  ragi  ini  mampu menghasilkan  etanol  yang  tinggi,  toleran  terhadap kadar  etanol  tinggi,  mampu  hidup  pada  suhu  tinggi, tetap stabil selama kondisi fermentasi, dan juga dapat bertahan hidup pada pH rendah [8].

## Distilasi
Distilasi  sederhana  adalah  teknik  pemisahan untuk memisahkan dua atau lebih komponen zat cair yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Selain perbedaan  titik  didih,  juga  perbedaan  kevolatilan, yaitu  kecenderungan  sebuah  zat  untuk  menjadi  gas. Distilasi  ini  dilakukan  pada  tekanan  atmosfer  yang normal. Aplikasi distilasi sederhana digunakan untuk memisahkan campuran air dan etanol [15].
Distilasi  adalah  suatu  metode  pemisahan campuran  yang  didasarkan  pada  perbedaan  tingkat volatilitas (kemudahan suatu zat untuk menguap) pada suhu dan tekanan tertentu. Distilasi merupakan proses fisika  dan  tidak  terjadi  reaksi  kimia  selama  proses berlangsung.  Dalam  penyulingan,  campuran  zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki  titik  didih  lebih  rendah  akan  menguap terlebih  dahulu.  Metode  ini  termasuk  unit  operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan  pada  teori  bahwa  pada  suatu  larutan, masing-masing  komponen  akan  menguap  pada  titik didihnya  (titik  didih  ethanol  78  °C).  Distilasi dilakukan  untuk  memisakan  etanol  dari  fermenter (sebagian  besar  adalah  air  dan  etanol).  Titik  didih etanol  murni  adalah  78  °C,  sedangkan  air  adalah 100  °C  (kondisi  standar)  sehingga  memanaskan larutan pada suhu 78 °C – 100 °C akan mengakibatkan sebagian etanol menguap, dan melalui unit kondensor akan  bisa  dihasilkan  etanol  dengan  konsentrasi  95% volume [16].

## Metodologi Penelitian
Persiapan Bahan
Menyiapkan kulit singkong yang masih segar dan dibersihkan  dari  kulit  terluarnya,  lalu  dibersihkan dengan  air,  kemudian  dipotong  menjadi  bagian- bagian yang lebih kecil dan dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 100 o C selama 2 jam, setelah kering, kulit singkong dihaluskan menggunakan blender dan diayak dengan ayakan 200 mesh untuk dijadikan tepung kulit singkong.

## Hidrolisis
Tahap  pertama  adalah  merangkai  alat  hidrolisis. Kemudian  menimbang  tepung  kulit  singkong sebanyak 50 gram, perlakuan ini dilakukan sebanyak 6  kali  dengan  masing-masing  perlakuan  tersebut dimasukkan  ke  labu  leher  tiga  dan  ditambahkan larutan HCl 0,3 N yang telah diencerkan sebanyak 250 mL.  Lalu,  larutan  tersebut  dipanaskan  hingga mendidih, untuk warna yang dihasilkan saat hidrolisis yang  berlangsung  adalah  coklat  tua.  Kemudian membiarkan  hasil  hidrolisis  dingin  sampai  suhu kamar,  setelah  itu  disaring  menggunakan  kertas saring.

## Fermentasi
Tahap fermentasi ini terdiri dari tiga langkah dan hal  yang  harus  diperhatikan  sebelum  proses fermentasi  dimulai  adalah  memastikan  masing- masing alat dalam keadaan steril. Kemudian langkah pertama pembuatan media penumbuhan kapang yang menggunakan  media  agar  yaitu  media Potatos Dextrose  Agar (PDA).  Dalam  tahap  ini  fermipan sebagai  penumbuhan Saccharomyces  cerevisiae, fermipan sebanyak 1 gram  dilarutkan kedalam NaCl 2,125  gram  yang  telah  diencerkan  dalam aquadest sebanyak  250  mL,  kemudian  dimasukkan  ke  dalam cawan petri, masing-masing sebanyak 0,1 mL.
Langkah kedua, pembuatan starter dari kapang Saccharomyces cerevisiae yang terdapat cawan petri, yaitu  dengan  cara  memperbanyaknya  pada  media fermentasi yang kemudian akan dimasukkan ke dalam tahap fermentasi. Pada tahap ini dilakukan penambahan urea masing-masing starter  sebanyak 5 gram. Lalu ditambahkan dengan kapang ( Saccharomyces  cerevisiae )  sesuai  dengan  variasi (10%, 20% dan 30%).
Langkah  ketiga  adalah  proses  fermentasi, melakukan  pengambilan  hasil  hidrolisis  pada  tiap botol fermentasi sebanyak 230 mL dan mengatur pH sebesar  4,5  dengan  menambahkan  NaOH  1  N  yang telah dilakukan pengenceran dalam aquadest 250 mL. Setelah itu, ditutup rapat kemudian didiamkan dengan waktu variasi 5 hari dan 10 hari.

## Distilasi
Melakukan  perangkaian  alat  distilasi,  kemudian memasukkan hasil dari fermentasi sebanyak 115 mL kedalam labu leher tiga dan dipanaskan pada suhu 80 o C  selama  2  jam  atau  sampai  tidak  menetes  lagi. Perlakuan  ini  dilakukan  sebanyak  6  kali  dengan variasi hari di hari ke 5 dan hari ke 10.

## Analisis Kadar Etanol
Analisis  kadar  etanol  dengan  menggunakan piknometer  10  mL  dan  pada  kondisi  suhu  kamar. Piknometer  kosong  ditimbang  dengan  variabel  a (gram),  kemudian  piknometer  diisi  dengan aquadest sampai  penuh  dan  ditimbang  kembali  hingga diperoleh variabel  b (gram). Setelah itu, menghitung volume piknometer dengan menggunakan persamaan (1).
Vpikno = (𝑏−𝑎) 0,995797 ..................................................(1)
Untuk  densitas  larutan  etanol,  piknometer  diisi dengan larutan etanol sampai penuh hingga diperoleh variabel  c  (gram).  Lalu  dihitung  menggunakan persamaan (2).
Densitas = (𝑐−𝑎)
𝑉 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 ......................................(2)
Kadar  etanol  dapat  dihitung  menggunakan bantuan tabel densitas pada suhu kamar yaitu T distilat 26°C  maka  diperoleh  suhu  rentang  kamar  25-30°C sesuai  dengan  tabel  2-110  pada handbook Perry Chemical Engineering [17], menggunakan persamaan (3).
𝑇 − 𝑇 1 𝑇 2 − 𝑇 1 = 𝑋 − 𝑋 1 𝑋 2 − 𝑋 1 Kadar = 𝑋−𝑋 1 𝑋 2 −𝑋 1 ...............................................................(3)

## Hasil
Bioetanol merupakan etanol yang dihasilkan dari fermentasi  glukosa  yang  dilanjutkan  pemurnian dengan  proses  distilasi.  Pada  penelitian  yang  telah dilakukan  dalam  pembuatan  bioetanol  menggunakan bahan  baku  dari  limbah  pertanian  yaitu  berupa  kulit singkong,  metode  yang  digunakan  adalah  hidrolisis asam dan fermentasi. Hidrolisis asam bertujuan untuk memecah selulosa menjadi glukosa dengan menggunakan  larutan  asam  klorida  (HCl)  37%. Menurut  Guntama  et  al.  (2019),  katalis  yang  terbaik untuk  proses  hidrolisis  adalah  katalis  HCl,  karena dalam penggunaan asam sulfat selulosa akan terbakar sehingga menghasilkan gula yang rendah. Maka dapat ditarik  hasil  bahwa  semakin  tinggi  suhu  hidrolisis maka  semakin  tinggi  pula  gula  yang  dihasilkan. Hal ini  dibuktikan  dengan  banyaknya  glukosa  yang didapatkan  sebesar  12  °Brix  dari  proses  hidrolisis tersebut [5].
Parameter  yang  digunakan  untuk  menghitung kadar  etanol  pada  penelitian  ini  yaitu  dengan menimbang  berat  volume  dari  piknometer  yang berisikan  etanol  kemudian  berat  tersebut  digunakan untuk menghitung densitas dari etanol dengan satuan berat.  Hasil  dari  perhitungan  ini  ditunjukan  pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel  2.    Hasil  dari  Berat  Piknometer  dengan  Etanol dalam Pembuatan Bioetanol Konsentrasi Kapang Waktu Fermentasi (Hari) Berat Piknometer + Etanol (gram) 10 % 5 22,156 10 22,176 20 % 5 22,149 10 22,162 30 % 5 22,142 10 22,158
Pada  Tabel  2  tersebut  menunjukan  hasil  dari berat  piknometer  yang  berisi  etanol  yaitu  pada konsentrasi  10%  hari  ke-5  berat  piknometer  etanol sebesar 22,156 gram, konsentrasi 20% hari ke-5 berat piknometer  etanol  sebesar  22,149  gram,  konsentrasi 30% hari ke-5 berat piknometer etanol sebesar 22,142 gram,  pada  konsentrasi  10%  hari  ke-10  berat piknometer  etanol  sebesar  22,176  gram,  konsentrasi 20%  hari  ke-10  berat  piknometer  etanol  sebesar 22,162  gram,  dan  pada  konsentrasi  30%  hari  ke-10 berat piknometer etanol sebesar 22,158 gram.
Tabel  3.  Hasil  dari  Densitas  Etanol  dalam  Pembuatan Bioetanol
Konsentrasi Kapang Waktu Fermentasi (Hari) Densitas Etanol (gram) 10 % 5 0,985445 10 0,986492 20 % 5 0,983732 10 0,985061 30 % 5 0,983016 10 0,984652
Pada  Tabel  3  tersebut  menunjukan  hasil  dari densitas etanol yaitu pada konsentrasi 10% hari ke-5 densitas  etanol  sebesar 0,985445  gram ,  konsentrasi 20% hari ke-5  densitas  etanol sebesar 0,983732 gram , konsentrasi  30%  hari  ke-5  densitas  etanol  sebesar 0,983016  gram,  pada  konsentrasi  10%  hari  ke-10 densitas  etanol  sebesar  0,986492  gram,  konsentrasi 20%  hari  ke-10  densitas  etanol  sebesar  0,985061 gram,  dan  pada  konsentrasi  30%  hari  ke-10  densitas etanol sebesar 0,984652 gram.
Pada Tabel 4 ditunjukkan hasil kadar bioetanol dari kulit singkong dengan perhitungan menggunakan persamaan (3) dengan panduan tabel 2-110 Handbook Perry Chemical Engineering [17], sementara Gambar 1  menunjukan  kadar  etanol  setelah  dilakukan perhitungan  yaitu  pada  konsentrasi  10%  hari  ke-5 kadar etanol sebesar 7,16%, konsentrasi 20% hari ke- 5  kadar  etanol  sebesar  7,63%,  konsentrasi  30%  hari ke-5  kadar  etanol  sebesar  8,09%,  pada  konsentrasi 10%  hari  ke-10  kadar  etanol  sebesar  5,86%,
konsentrasi  20%  hari  ke-10  kadar  etanol  sebesar 6,72%,  dan  pada  konsentrasi  30%  hari  ke-10  kadar etanol sebesar 7,03%.
Tabel 4. Hasil Kadar Bioetanol dari Kulit Singkong Konsentrasi Kapang Waktu Fermentasi (Hari) Kadar Etanol (%) 10 % 5 7,16 10 5,86 20 % 5 7,63 10 6,72 30 % 5 8,09 10 7,03
Gambar 1. Hasil Kadar Bioetanol dari Kulit Singkong
Pada  proses  fermentasi,  jenis  kapang  yang digunakan adalah Saccharomyces Cerevisiae dengan variasi  konsentrasi  10%,  20%,  dan  30%.  Menurut Nata  et  al.  (2014),    fermentasi  merupakan  proses produksi  energi  dari  mikroorganisme  dalam  kondisi anaerobik (tanpa udara), dalam penelitian menunjukan  bahwa  besarnya  jumlah  mikroba  yang diberikan  mempengaruhi  besarnya  kadar  bioetanol yang dihasilkan [3].
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, kadar  bioetanol  yang  tertinggi  terjadi  pada  hari  ke-5 dengan konsentrasi kapang 30% yaitu sebesar 8,09% dan untuk kadar etanol yang terendah terjadi pada hari ke-10  dengan  konsentrasi  kapang  10%  yaitu  sebesar 5,86014%. Semakin besar jumlah konsentrasi kapang akan  berbanding  lurus  terhadap    etanol  yang dihasilkan.
Pengaruh  dari  lama  waktu  fermentasi  dalam penelitian diperoleh waktu optimal pada hari ke-5 dan konsentrasi mikroba sebesar 30%. Menurut Widyanti dan  Moehadi  (2016),  hal  ini  dikarenakan  waktu kontak  antara Saccharomyces  cerevisiae dengan sumber  karbon  (glukosa)  yang  maksimal  [14]  serta menurut Sriyana dan Nasita (2019), semakin semakin lama  waktu  fermentasi  dan  semakin  banyak  jumlah fermipan (mikroba) yang ditambahkan maka volume yang dihasilkan akan semakin banyak [18].
Pada konsentrasi kapang 30% dihasilkan kadar etanol  yang  lebih  besar  dibandingkan  dengan konsentrasi kapang 10% dan 20%, sehingga semakin
3 4 5 6 7 8 9 5 5 5 10 10 10 K ada r E ta n o l (%) Waktu Fermentasi  (hari) 10% 20% K on se n tr as i Kap an g 30% 10% 20% 30%
kecil konsentrasi  kapang  yang digunakan maka akan semakin  kecil  atau  lambat  kadar  etanol  yang dihasilkan.  Hal  ini  dikarenakan  pembentukan  etanol melambat  maupun  kapang  yang  mati  karena  nutrisi berlebih, sehingga Saccharomyces cerevisiae berpengaruh terhadap kinerja produksi dan menyebabkan  etanol  yang  dihasilkan  menurun. Pertumbuhan  mikroba  memiliki  beberapa  tahapan fase  yaitu  fase  lag,  percepatan,  eksponensial, perlambatan,  stationer  dan  fase  kematian.  Fase  lag merupakan fase adaptasi dari mikroba [19].
Menurut  Bahri  et  al.  (2019),  jika  konsentrasi ragi  yang  diberikan  kurang  dari  kadar  optimal  yang disarankan  akan  menurunkan  kecepatan  fermentasi karena  sedikitnya  massa  yang  akan  menguraikan glukosa  menjadi  etanol,  sedangkan  maka  akan dibutuhkan substrat yang lebih banyak karena substrat yang  ada  tidak  cukup,  karena  itu  menurunkan kecepatan  fermentasi.  Turunnya  kadar  bioetanol  ini juga disebabkan oleh kapang yang mati dalam media karena  imunnya  yang  rendah.  Hal  ini  dikarenakan oleh  alat  yang  digunakan  tidak  steril  secara  optimal. Kadar etanol yang turun juga disebabkan oleh human error maupun keadaan alat yang kurang optimal [20].

## Kesimpulan
Kesimpulan  yang  diperoleh  dari  penelitian yang telah dilakukan dalam pembuatan bioetanol dari limbah kulit singkong yaitu:
1. Pada  penelitian  ini  kadar  etanol  yang  didapat memiliki kenaikan seiring bertambahnya konsentrasi  kapang Saccharomyces  cerevisiae pada waktu tertentu.
2. Pengaruh dari lama waktu fermentasi pada kadar etanol  dipengaruhi  oleh  jumlah  konsentrasi  dari kapang.  Jika  konsentrasi  kapang  kecil  maka waktu  yang  dibutuhkan  dalam  fermentasi  akan lama  dan  sebaliknya,  jika  konsentrasi  kapang besar  maka  waktu  yang  dibutuhkan  dalam fermentasi akan cepat.
3. Kadar  bioetanol  tertinggi  diperoleh  pada konsentrasi  kapang Saccharomyces  cerevisiae 30%  pada  hari  ke-5  yaitu  sebesar  8,09  %  dan kondisi  terendah  pada  konsentrasi  kapang Saccharomyces  cerevisiae 10%  pada  hari  ke- 10 yaitu sebesar 5,86014%.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  menyampaikan  terima  kasih  kepada Universitas  Muhammadyah  Surakarta,  khususnya Program  Studi  Teknik  Kimia,  Fakultas  Teknik,  dan
Laboratorium Teknik Kimia Universitas
Muhammdyah Surakarta sebagai tempat pelaksanaan penelitian.

## Daftar Pustaka
[1]  N. M. Sari, S. R. Muria, and E. Yeni, “Produksi bioetanol dari limbah kulit nanas menggunakan bakteri Clostridium  acetobutylicum dengan variasi  konsentrasi  inokulum  dan  penambahan
nutrisi,” J. Fteknik , vol. 5, pp. 1–6, 2018.
[2]  Erna, I. Said, and P. H. Abram, “Bioetanol dari limbah  kulit  singkong  ( Manihot  Esculenta Crantz )  melalui  proses  fermentasi,” J.  Akad. Kim. , vol. 5, no. 3, pp. 121–126, 2016.
[3]  I.  F.  Nata,  J.  H.  Prayogo,  and  T.  Arianto, “Produksi  bioetanol  dari  alkali- pretreatmen t jerami  padi  dengan  proses simultaneous sacharification and fermentation (SSF),” Konversi , vol. 3, no. 1, pp. 10–16, 2014.
[4]  A. Artiyani and E. S. Soedjono, “Bioetanol dari limbah kulit  singkong  melalui proses hidrolisis dan fermentasi dengan Saccharomyces cerevisiae ,” Pros.  Semin.  Nas.  Manaj.  Teknol. XIII , 2011, no. 1-8.
[5]  D. Guntama, Y. Herdiana, U. A. Sujiana, R. L. Endes,  and  E.  Sunandar,  “Bioethanol  dari limbah  kulit  singkong  ( manihot  esculenta crantz ) melalui metode hidrolisa dan fermentasi dengan  bantuan Saccharomyces  cerevisiae ,” J. Teknol. , vol. 7, no. 1, pp. 86–96, 2019.
[6] Hermansyah,  T.  Xayasene,  N.  Huu  Tho,  M. Miksusanti,  Fatma,  and  A.  T.  Panagan, “Bioethanol production from cassava ( Manihot Esculenta ) peel using yeast isolated from durian ( Durio  Zhibetinus ),” J.  Phys.  Conf.  Ser. ,  vol. 1095, no. 1, pp. 1–8, 2018.
[7] P.  Widyastuti,  “Pengolahan  limbah  kulit singkong sebagai bahan bakar bioetanol melalui proses fermentasi,” J. Kompetensi Tek. , vol. 11, no. 1, pp. 41–46, 2019.
[8] T.  Mutiara,  S.  Widiawati,  S.  Rachmatyah,  and A.  Chafidz,  “Production  of  bio-ethanol  via hydrolysis and fermentation using cassava peel and  used  newspaper  as  raw  materials,” Mater. Sci. Forum , vol. 981, pp. 222–227, 2020.
[9] R. Muin, D. Lestari, and T. W. Sari, “Pengaruh konsentrasi  asam  sulfat  dan  waktu  fermentasi terhadap  kadar  bioetanol  yang  dihasilkan  dari biji alpukat,” J. Tek. Kim. , vol. 20, no. 4, pp. 1– 7, 2014.
[10]  Z.  Abidin,  E.  Saraswati,  and  T.  Naid, “Bioethanol  production  from  agro  wastes  by acid  hydrolysis and  fermentation  process,” Int. J. PharmTech Res. , vol. 6, no. 4, pp. 1209–1212, 2014.
[11]  D.  Anggriani,  U.  Kalsum,  and  N.  Nurjannah, “Pengaruh  konsentrasi  enzim  silanase  dan Saccharomyces  cerevisiae dalam  pembuatan bioethanol  dari  limbah  kulit  singkong  dengan proses sakarifikasi dan fermentasi simultan,” J. Chem.  Process  Eng. ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  44–49, 2020.
[12]  R.  Muin,  I.  Hakim,  and  A.  Febriyansyah, “Pengaruh  waktu  fermentasi  dan  konsentrasi enzim  terhadap  kadar  bioetanol  dalam  proses fermentasi nasi aking sebagai substrat organik,” J. Tek. Kim. , vol. 21, no. 3, pp. 59–69, 2015.
[13]  Surati,  “Konsentrasi S.  cereviceae dan  lama fermentasi terhadap kadar etanol limbah jerami
padi,” J. Fikratuna , vol. 7, no. 2, pp. 1–11, 2015.
[14]  E.  M.  Widyanti  and  B.  I.  Moehadi,  “Proses pembuatan  etanol  dari  gula  menggunakan
Saccharomyces  cerevisiae amobil,” Metana , vol. 12, no. 2, pp. 31–38, 2016.
[15]  N. T. Wahyudi, F. F. Ilham, I. Kurniawan, and A.  S.  Sanjaya,  “Rancangan  alat  distilasi  untuk menghasilkan kondensat dengan metode distilasi satu tingkat,” J. Chemurg. , vol. 1, no. 2, pp. 30–33, 2017.
[16]  M.  A.  Batutah,  “Ditilasi  bertingkat  bioetanol dari buah maja ( Aegle Marmelos L . ),” J. IPTEK , vol. 21, no. 2, pp. 9–18, 2017.
[17]  R. H. Perry and D. W. Green, Perry’s chemical engineers’  Handbook ,  7th  ed.,  Singapore: McGraw-Hill Book Company, 1999.
[18]  H.  Y.  Sriyana  and  U.  Nasita,  “Karakteristik Bioetanol Hasil Fermentasi Kulit Singkong,” J. Inov. Tek. Kim. , vol. 4, no. 2, pp. 1–5, 2019.
[19]  W. Ferdaus, F., Wijayanti, M.O., Retnoningtyas E.S.,  Irawati,  “Pengaruh  pH,  konsentrasi substrat,  penambahan  kalsium  karbonat  dan waktu  fermentasi  terhadap  perolehan  asam laktat dari kulit pisang,” Widya Tek. , vol. 7, no.
1, pp. 1–14, 2008.
[20]  S.  Bahri,  A.  Aji,  and  F.  Yani,  “Pembuatan bioetanol  dari  kulit  pisang  kepok  dengan  cara fermentasi  menggunakan  ragi  roti,” J.  Teknol.
Kim. Unimal , vol. 7, no. 2, pp. 85–100, 2019.