PENGARUH UKURAN PARTIKEL PELEPAH PISANG DAN KONSENTRASI KATALIS H 2 SO 4 PADA PROSES HIDROLISA TERHADAP KONVERSI SELULOSA MENJADI BIOETANOL
Hafit Agustian 1) , Athiek Sri Redjeki 2)
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta athieksri@yahoo.com
ABSTRAK Kebutuhan  akan  bahan  bakar  minyak  (BBM)  seolah  sudah  menjadi  kebutuhan primer  negara  yang  sedang  berkembang  seperti  Indonesia.  Solusi  dalam  pemecahan masalah  tersebut  adalah  membuat  bahan  bakar  alternatif  dari  sumber  daya  alam  yang terbarukan.  Bioetanol  adalah  bahan bakar  yang memenuhi  kriteria  tersebut  karena  sifatnya yang  ramah  lingkungan.  Salah  satu  bahan  baku  pembuatan  bioetanol  ialah  biomassa selulosik,  sebagai  salah  satu  sumbernya  adalah  pelepah  pisang.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  mengetahui  pengaruh  besar  kecilnya  ukuran  partikel  pelepah  pisang  dalam pembuatan bioetanol. Variabel  ukuran  yang digunakan  ialah  10, 28, 45, 60  dan 100  mesh. Hidrolisis  asam  merupakan  tahapan  untuk  mengubah  polisakarida  (pati  dan  selulosa) menjadi glukosa yang selanjutnya difermentasi menggunakan ragi untuk membentuk etanol. Dengan mengambil kondisi hidrolisis pada suhu 80°C selama 4 jam menggunakan 3 variabel konsentrasi  katalis  asam  sulfat,  yaitu  1  M, 2  M  dan  4  M.  Pada  tahap  fermentasi  dilakukan pada suhu ruang selama 48 jam menggunakan ragi tape. Penelitian ini menunjukkan kondisi optimum dari pembuatan bioetanol di mana ukuran partikel pelepah pisang kering 100 mesh, konsentrasi  katalis  H 2 SO 4 2  M,  diperoleh  konversi  sebesar  57,60%.  Yield  optimum  yang didapatkan pada kondisi optimum tersebut ialah 1,79 % bioetanol dari pelepah pisang basah.
Kata kunci : Pelepah pisang, Biomassa selulosik, Bioetanol

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  bahan  bakar  minyak (BBM)  seolah  sudah  menjadi  kebutuhan primer  negara  yang  sedang  berkembang seperti  Indonesia  karena  tingkat  mobilitas yang  tinggi.  Namun  hal  ini  tidak  disertai dengan  pelestarian  sumber  daya  alam minyak  bumi  dan  gas  yang  merupakan bahan  baku  utama  untuk  membuat  BBM. Belakangan  ini  biomassa  selulosik  yang terdiri  dari  selulosa,  hemiselulosa  dan berasal dari limbah pertanian dan pengembangan  hutan,  kertas  bekas,  dan limbah  industri,  dikembangkan  sebagai sumber glukosa untuk difermentasi menjadi bioetanol (Artati, 2012). Pengolahan ini, di samping
menyelamatkan
lingkungan dengan
mengurangi  potensi  limbah  yang  terjadi, juga dapat meningkatkan pendapatan.
Salah satu  objek  biomassa  selulosik  yang sangat memungkinkan untuk dapat dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol  ialah  pelepah    pisang,  karena mengandung  selulosa  40,1  %  dan  lignin 17,8 % (Artati, 2012)
Bioetanol  dapat  diproduksi  dari  berbagai bahan  baku  yang  banyak  terdapat  di Indonesia, baik produk maupun limbahnya seperti  produk  pertanian  dan  hasil  hutan, limbah kertas, dan limbah industri, sehingga  sangat  potensial  untuk  diolah dan dikembangkan karena bahan bakunya sangat  dikenal  masyarakat.  Tumbuhan yang potensial untuk menghasilkan bioetanol  antara  lain  tanaman  yang memiliki  kadar  karbohidrat  tinggi,  seperti tebu,  nira,  aren,  sorgum,  ubi  kayu,  jambu mete  (limbah  jambu  mete),  garut,  batang pisang,  ubi  jalar,  jagung,  bonggol  jagung, jerami, dan bagas (ampas tebu) (Komaryati, 2010).
Saat  ini  bioetanol  diproduksi  dari  tetes tebu,  singkong  maupun  dari  jagung. Alternatif  lain  bahan  baku  bioetanol  yaitu biomassa berselulosa. Biomassa berselulosa merupakan sumber daya alam yang  berlimpah  dan  murah  serta  memiliki potensi  untuk  produksi  komersial  industri etanol  atau  butanol.  Selain  dikonversi
menjadi  biofuel,  biomassa  berselulosa juga dapat mendukung produksi komersial industri kimia seperti asam organik, aseton atau gliserol (Wyman, 2002).
Pada proses pembuatan etanol dari bahan selulosik melalui beberapa tahapan proses sehingga  didapat  etanol  yang  berkualitas berbasis fuel  grade .  Tahapan  tersebut ialah pretreatment dan  delignifikasi  bahan baku, proses hidrolisis, proses fermentasi, serta yang terakhir ialah proses pemurnian/destilasi.

## Proses Delignifikasi dan Pretreatment
Lignin memiliki gugus fungsi yang mengandung  oksigen  pada  posisi  benzilik yang  sensitif  terhadap  media  asam  dan memiliki  kecenderungan  berubah  pada saat penentuan kadar lignin (Yasuda et al. 2001).  Achmadi  (1990)  menerangkan bahwa pada suasana asam, lignin cenderung melakukan kondensasi. Peristiwa  ini  menyebabkan  bobot  molekul lignin bertambah dan dalam keadaan yang sangat asam, lignin yang telah terkondensasi ini akan mengendap. Lignin sebagian  akan  terlarut  di  dalam  asam pada  tahap  hidrolisis  kedua  dari  prosedur lignin klason.
Delignifikasi adalah proses untuk
mengurangi  kadar  lignin.  Adanya  lignin dalam bahan berselulosa ini akan menghambat aktifitas enzim yang terdapat di dalam ragi dalam proses pengkonversian  gula  sederhana  menjadi etanol.  Sehingga  untuk  meningkatkan proses  hidrolisis,  maka  perlu  dilakukan proses  delignifikasi  untuk  mendegradasi lignin  dari  struktur  selulosa  dengan menggunakan  bantuan  senyawa  katalis, salah satu caranya adalah dengan menggunakan katalis kimia berupa senyawa NaOH (Wiratmaja, 2011).
Sebelum  proses  delignifikasi  dilakukan proses pretreatment, untuk  memecah struktur kristalin selulosa dan memisahkan lignin  sehingga  selulosa  dapat  terpisah. Pretreatment dapat dilakukan secara kimia maupun fisik.  Metode fisik  yang  dilakukan
adalah  dengan  menggunakan  temperatur dan  tekanan  tinggi,  penggilingan,  radiasi, atau pendinginan,
kesemuanya membutuhkan energi yang tinggi. Sedangkan  metode pretreatment secara kimia menggunakan solven untuk memecah  dan  melarutkan  lignin  (metode delignifikasi) (Badger, 2002).

## Proses Hidrolisis
Hidrolisis  adalah  reaksi  kimia  yang memecah  molekul  air  (H 2 O)  menjadi kation hidrogen dan anion hidroksida (OH - ) melalui  suatu  proses  kimia.  Reaksi hidrolisis  secara  kimia  dapat  dilakukan dengan menggunakan asam encer maupun  asam  pekat.  Penggunaan  asam encer  pada  proses  hidrolisis  dilakukan pada  temperatur  dan  tekanan  tinggi dengan waktu reaksi yang singkat (beberapa menit).
Temperatur  yang  dibutuhkan  untuk  reaksi hidrolisis  secara  kimia  adalah  mencapai 200°C.  Asam  encer  yang  digunakan adalah  0,2  -  4  %  (w/v)    (Nguyen  and Tucker,  2002  dalam  ).  Penggunaan  asam encer  untuk  menghidrolisis  selulosa  biasa mampu  mencapai  konversi  reaksi  sampai 50  %  (Badger,  2002).  Konversi  yang rendah ini disebabkan oleh degradasi gula hasil  hidrolisis  yang  terbentuk  karena temperatur  reaksi  yang  digunakan  tinggi. Degradasi  gula  tersebut  tidak  hanya menurunkan  konversi  reaksi,  namun  juga dapat meracuni mikroorganisme pada saat reaksi fermentasi pembentukan etanol.
Sumber  asam  yang  biasa  digunakan adalah  asam  sulfat . Temperatur  reaksi adalah  100°C  dan  membutuhkan  waktu reaksi  antara  2  dan  6  jam.  Temperatur yang lebih rendah meminimalisasi degradasi gula.
Keuntungan dari penggunaan asam pekat ini  adalah  konversi  gula  yang  dihasilkan tinggi,  yaitu  bisa  mencapai  konversi  90% (Badger,  2002).  Kekurangan  reaksi  ini adalah waktu reaksi yang dibutuhkan lebih lama dan membutuhkan proses pencucian yang  baik  untuk  mencapai  pH  reaksi sebelum ditambahkan mikroba pada proses fermentasi pembentukan etanol.
Metode lain yang  digunakan  untuk menghidrolisis  selulosa  adalah  secara enzimatis. Enzim merupakan protein alam yang  dapat  mengkatalisis  reaksi  tertentu. Untuk  dapat  bekerja,  enzim  harus  kontak langsung  dengan  substrat  yang  akan dihidrolisa.  Karena  selulosa  secara  alami terikat  oleh  lignin  yang bersifat permeabel terhadap  air  sebagai  pembawa  enzim, maka  untuk  proses  hidrolisis  secara enzimatik dibutuhkan pretreatment sehingga enzim dapat berkontak langsung dengan selulosa. Hidrolisis secara enzimatik
memanfaatkan enzim penghidrolisis selulosa, yaitu selulase atau bisa juga langsung menggunakan mikroba penghasil  selulase,  misalnya Trichoderma reesei. Keuntungan hidrolisis secara enzimatik  adalah  efisiensi  reaksi  tinggi karena  enzim  bersifat  selektif  sehingga pembentukan produk samping bisa diminimalisasi,  kondisi  reaksi  temperatur dan  tekanan  tidak  tinggi,  bahkan  bisa dilakukan  pada  temperatur  ruang  dan tekanan atmosfer sehingga tidak membutuhkan  peralatan  khusus  untuk reaksi.  Sedangkan  kekurangan  proses hidrolisis  secara  enzimatik  adalah  waktu reaksi  yang  dibutuhkan  lebih  lama,  bisa mencapai 72 jam.

## Proses Fermentasi
Fermentasi adalah proses biokimia di mana terjadi reaksi-reaksi kimia dengan pertolongan jasad renik, yang bersentuhan dengan  zat  makanan.  Akibat  terjadinya fermentasi sebagian atau seluruhnya akan berubah menjadi alkohol setelah didiamkan beberapa waktu lamanya.
Dalam  proses  fermentasi  alkohol,  pada beberapa  mikroba  peristiwa  pembebasan energi  dapat  terlaksana  karena  asam piruvat  diubah  menjadi  asam  asetat  dan CO 2 dan  selanjutnya  asam  asetat  diubah menjadi alkohol. Dalam fermentasi alkohol satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan
2 molekul ATP
dibandingkan  dengan  respirasin  aerob,  di mana satu molekul glukosa dapat menghasilkan 38 molekul ATP.
Pada  proses  respirasi  anaerob  tahapan glikolisis  sama  dengan  yang  terjadi  pada proses  respirasi  aerob.  Setelah  terbentuk asam  piruvat  (hasil  akhir  glikolisis),  asam
piruvat  mengalami  dekarboksilasi  dan dikatalisis oleh enzim alkohol dehidrogenase  menjadi  etanol  (alkohol) dan  terjadi  degradasi  molekul  NADH menjadi NAD + serta membebaskan energi/kalor.  Proses  ini  dapat  dikatakan pemborosan karena sebagian besar energi  yang  terkandung  dalam  molekul glukosa  masih  tersimpan didalam  alkohol. Hal inilah yang menyebabkan etanol dapat digunakan sebagai bahan bakar.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah  :  Bahan  baku  batang/pelepah pisang;  H 2 SO 4 1N;  H 2 SO 4 72%;  Kertas saring;  Aquadest;  Larutan  Luff;  KI  30  %; H 2 SO 4 25%,;  Na 2 S 2 O 3 0,1N;  larutan  kanji 0,5%; H 2 SO 4 1 M & 2 M; Es batu; Larutan K 2 Cr 2 O 7 ;
Larutan
FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 , Indicator fenantrolin.

## Alat Penelitian
Shiever  (ayakan);  Timbangan  analitik; Oven; Burner; Waterbath; Pendingin tegak;  Cawan  porselen;  Beaker  glass 100 mL, 500 mL, & 1 L.; Erlenmeyer 300 mL.; Gelas  ukur  50  mL  &  100  mL;  Buret  50 mL; Statif buret; Termometer; Piknometer; Hot  Plate-Stirer;  Pipet  gondok  10  mL; Pipet  serologo  5  mL;  Pipet  tetes;  Tabung destilasi; Botol reaksi

## Prosedur Proses
Dalam  penelitian  ini,  proses  pembuatan bioetanol  mengalami  beberapa  tahapan yang dirincikan sebagai berikut :

## a.  Pretreatment & Delignifikasi
Pada  tahapan  ini,  batang  pisang  yang diambil langsung dari tanamannya dipotong-potong  dadu  dan  dikeringkan pada panas matahari langsung selama 2-3 hari  untuk  menghilangkan  kadar  airnya. Kemudian  dihitung  berapa  persentase kadar air yang terdapat pada batang/pelepah pisang tersebut.
Setelah  dilakukan  pengeringan  langsung, dilakukan pretreatment metode fisik dengan diblender dan dibuat variasi mesh
10,  28,  45,  60,  dan  100  (variable  bebas) dengan  menggunakan  ayakan  ( shiever ). Dari  variable  mesh  tersebut  dilakukan analisis  kadar  lignin  dan  selulosa  untuk melihat  seberapa  besar  pengaruh  ukuran mesh terhadap proses delignifikasi.

## b. Hidrolisis
Hidrolisis dilakukan pada waterbath dengan  suhu  80°C  selama  4  jam  dengan katalis  asam  sulfat.  Pada  tahap  ini, variabel  mesh  menjadi  tolak  ukur  utama untuk  melihat  seberapa  besar  pengaruh ukuran  terhadap  reaksi  hidrolisis  yang dilakukan  pada  3  konsentrasi  asam  sulfat (variable terikat) yaitu, pada konsentrasi 1 M , 2 M dan 4 M.
Perbandingan bobot pelepah pisang kering  dengan  volume  larutan  adalah  1  : 20    (Saha  dan  Cotta,  2006).  Untuk membantu  proses  degradasi  selulosa maka hidrolisis disertai dengan pengadukan. Setelah 4 jam maka dilakukan  analisis  terhadap  kadar  glukosa yang  terbentuk  sebagai  konversi  dari selulosa.

## c.  Fermentasi
Hasil  hidrolisat  yang  didapat  setelah  di analisis kadar glukosanya dilakukan pengkondisian  dengan  penambahan  basa pada  parameter  pH  sekitar  4,5 –  5,5
disertain juga dengan penambahan nutrient.  Hal  ini  ditujukan  agar  fermentor dapat bekerja secara maksimal
memfermentasikan glukosa menjadi etanol.
Fermentor  yang  digunakan  adalah  ragi tape,  ( Saccharomyces cerevisia )  pada suhu  ruang  selama  48  jam.  Hasil fermentasi  yang  didapat  lalu  diukur  kadar etanolnya.

## Metode Analisa
Analisa Kadar Lignin dan Selulosa a.  Residu/sampel kering (a gram)
ditambahkan 150mL H 2 SO 4 1N, kemudian  direfluk  dengan  waterbath selama 1 jam pada suhu 100°C.
b.  Hasilnya  disaring  kemudian  dicuci hingga  netral  (±  300mL)  lalu  residunya
dikeringkan  hingga  beratnya  konstan. Timbang berat (b gram) .
c.  Residu  kering  ditambahkan  100mL H 2 SO 4 72%  dan  direndam  pada  suhu kamar selama 4 jam.
d.  Lalu  tambahkan  150mL  H 2 SO 4 1N  dan direfluk  pada  suhu  100°C  dengan waterbath  selama  1  jam  dengan pendingin tegak.
e.  Residu disaring dan dicuci dengan H 2 O sampai netral (± 400mL).
f.  Residu  kemudian  dipanaskan  dengan oven  hingga  beratnya  konstan  lalu ditimbang (c gram) .
g.  Selanjutnya residu diabukan lalu ditimbang (d gram) .
Perhitungan Analisis :
a.  Analisis Kadar Selulosa
(1)
b.  Analisis Kadar Lignin
(2)
Analisa Kadar Glukosa a.  Filtrat sebanyak 10mL dipipet kedalam labu erlenmeyer 300mL bertutup asah.
Ditambahkan 15mL aquadest dan 25ml larutan Luff.
b.  Dipanaskan selama 2 menit sampai mendidih dan dididihkan terus selama 10 menit dengan nyala kecil. Diangkat dan didinginkan cepat.
c.  Setelah dingin ditambahkan 10-15mL KI 30% dan 25mL H 2 SO 4 25% dengan perlahan.
d.  Dititrasi dengan larutan Na 2 S 2 O 3 0,1N dengan larutan kanji 0,5% sebagai indikator setelah larutan menjadi warna putih kekuningan.
Pembuatan Larutan Luff Schoorl a.  Menimbang  2,5  gram  CuSO 4 lalu larutkan  dengan  aquadest  sebanyak 10mL, masukkan kedalam beaker glass
lalu  aduk  dengan  spatula  hingga homogen.
b.  Menimbang    gram  asam  sitrat  lalu larutkan dengan aquadest 5mL, masukkan  kedalam  beaker  glass  lalu aduk dengan spatula hingga homogen.
c.  Didihkan air sebanyak 30mL menggunakan kompor penangas,
setelah mendidih tambahkan 38,8 gram Na 2 CO 3 sedikit  demi  sedikit  sambil diaduk hingga homogen.
d.  Masukkan ketiga larutan tersebut kedalam labu ukur 100mL lalu tambahkan  aquadest  hingga  tanda batas.
Perhitungan Analisis: Selisih titrasi
(3) Keterangan: Wi = Glukosa yang dihasilkan dari daftar Luff Schrool (mg) W = Bobot contoh (mg) Fp = Faktor pengenceran

## Analisis Kadar Bioetanol
a.  Ditimbang  sebanyak  1  gram  sampel yang  telah  dihomogenkan  ke  dalam labu  erlenmeyer  250  mL  dan  ditambah ± 100 ml air.
b.  Campuran tersebut selanjutnya didestilasi pada suhu  ± 85 °C.
c.  Destilat ditampung dalam labu erlenmeyer  100  mL  yang  berisi  larutan K 2 Cr 2 O 7 .
d.  Destilasi  dihentikan  apabila  volume penampung sudah mencapai ± 40 mL.
e.  Destilat  selanjutnya  diencerkan  sampai volume 250 mL dan dikocok merata.
f.  Dipipet  sebanyak  25  mL  dan  dititrasi dengan larutan FeSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 sampai berwarna hijau jernih g.  Ditambahkan 3 tetes indikator fenantrolin, dan dititrasi kembali sampai titik akhir berwarna coklat.
Perhitungan Kadar Bioetanol :
(4)
Gambar 1. Pretreatment & Delignifikasi
Gambar 2. Hidrolisis Asam Gambar 3. Fermentasi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dalam penelitian ini meliputi penelitian pendahuluan yaitu  analisa selulosa  yang  dihasilkan  dari  pelepah pisang dan penelitian inti yaitu pengamatan  pengaruh  proses  hidrolisis terhadap  ukuran  partikel  (mesh)  pelepah pisang dengan berbagai konsentrasi katalis dalam pembentukan bioetanol.

## Hasil Penelitian Pendahuluan
Kandungan Air dalam Pelepah pisang
Tabel  1  di  bawah  ini  menjelaskan  proses pengurangan  kadar  air  dengan  metode pengeringan langsung dengan sinar matahari  selama  4  hari  pada  suhu  udara berkisar  antara  36 –  40  °C  dan kelembaban 53 %. Tabel 1. Pengamatan pengeringan pelepah pisang Waktu bobot sampel (g) Kadar  air  yang menguap (%)
Awal 1141,28 - Hari Ke-1 512,13 55,13 Hari Ke-2 218 80,9 Hari Ke-3 63,55 94,43 Hari Ke-4 63,34 94,45
Gambar 4. Air yang menguap (%) dalam proses pengeringan

## Kadar Lignin dan Selulosa pada Variasi Ukuran
Untuk  mengetahui  kadar  lignin  dan selulosa  pelepah  pisang  kering  setelah dilakukan  pengayakan  ( shiever )  dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini:
Tabel 2. Kadar Lignin dan Selulosa Dalam Variasi Mesh
Ukura n
(mesh )
Dalam satuan (gram) Residu / sampe l
Setela h pencu cian perta ma Setelah pencuci an kedua Setelah diabuka n (%) Selulos a (%) Lignin 10 1.21 1.12 0,81 0,322 25,89 40,4 0 28 1.15 1.13 0,75 0,312 33,04 38,4 2 45 1.17 1.11 0,55 0,123 47,87 36,8 6 60 1.15 1.12 0,51 0,296 52,78 18,9 2 100 1.06 1.01 0,36 0,245 60,58 11,5 7
Gambar  5  menunjukkan  grafik  hubungan antara  ukuran  partikel  pelepah  pisang kering  dengan  kadar  selulosa  dan  lignin yang dihasilkan.
Gambar 5. Kadar Selulosa (%) pada variasi ukuran partikel (mesh)
Gambar 6. Kadar Lignin (%) pada variasi ukuran partikel (mesh)

## Proses Hidrolisis
Hidrolisis  dilakukan  dengan  perbandingan 1  :  20  (  5  %)  pada  suhu  80  °C  selama  4 Jam.  Pada  tahap  ini  dilakukan  variasi ukuran  mesh  pelepah  pisang  kering  yaitu dengan  ukuran  mesh  10,  28,  45,  60  dan 100.  dengan  katalis  H 2 SO 4 konsentrasi  1 M, 2 M dan 4 M.
Hasil  pengamatan  disajikan  dalam  bentuk tabel dan grafik sebagai berikut :
Tabel 3. Kadar glukosa dalam variasi mesh dan konsentrasi H 2 SO 4 No Ukuran (mesh) Kadar Glukosa (%) H 2 SO 4 1 M H 2 SO 4 2 M H 2 SO 4 4 M 1 10 0,14 0,17 0,21 2 28 0,27 0,36 0,52 3 45 1,55 1,68 1,45 4 60 2,13 2,35 1,9 5 100 2,71 2,96 2,26
Gambar  7  menjelaskan  hubungan  antara hasil gula  pereduksi  dengan ukuran  mesh yang semakin besar.
Gambar 7. Kadar glukosa variasi ukuran partikel (mesh) dengan katalis H 2 SO 4
Persamaan  untuk  penggunaan  katalis H 2 SO 4 1 M :     Y = -0.0002x 2 + 0.0552x – 0.6195 R 2 = 0.9316 Persamaan  untuk  penggunaan  katalis H 2 SO 4 2 M :     Y = -0.0002x 2 + 0.0601x – 0.6439
R 2 = 0.9383
Persamaan  untuk  penggunaan  katalis H 2 SO 4 4 M :     Y = -0.0002x 2 + 0.0503x –
0.4092 R 2 = 0.9581

## Proses Fermentasi
Setelah  proses  hidrolisis,  glukosa  yang dihasilkan  difermentasikan  dengan  ragi tape  ( Saccharomyces cerevisia )  dengan variabel  ukuran  (mesh)  dan  konsentrasi katalis  H 2 SO 4 menghasilkan  bioetanol seperti pada Tabel 4
Nilai  kadar  bioetanol  pada  Tabel  4 menyatakan jumlah etanol yang dihasilkan pada  pengenceran  hidrolisat  yaitu  5% pelepah pisang kering dan pengencernya, sedangkan  nilai  konversi  menyatakan jumlah kadar etanol pelepah pisang kering tersebut.
Gambar  8  menunjukkan  konversi  kadar bioetanol  dari  pengaruh  pembentukan bioetanol terhadap variasi ukuran pelepah pisang  dengan  proses  hidrolisis  dari berbagai konsentrasi katalis asam sulfat.
Gambar 8. Kadar bioetanol dengan variasi ukuran  pelepah  pisang  pada  konsentrasi katalis H 2 SO 4 1 M
Tabel 4.Kadar bioethanol dalam variabel ukuran dan konsentrasi
Konsent
rasi As. Sulfat Ukuran (mesh) % Ferment asi (w/v) Kadar Bioeta nol (%) Konversi Kadar Bioetanol (%) 1 M 10 5,20 0,00 0,00 28 5,39 0,00 0,00 45 5,02 0,52 10,45 60 5,03 1,91 37,96 100 5,04 2,48 49,21 2 M 10 5,01 0,00 0,00 28 5,06 0,05 0,95 45 5,06 0,68 13,34 60 5,04 2,08 41,17 100 5,02 2,65 52,91 4 M 10 5,20 0,00 0,00 28 5,12 0,15 2,89 45 5,02 0,69 13,76 60 5,05 1,58 31,25 100 5,02 1,92 38,30
Persamaan untuk penggunaan katalis H 2 SO 4 1 M : Y = 0.000x 2 + 0.268x – 0.5.088 R 2 = 0.910 Persamaan untuk penggunaan katalis H 2 SO 4 2 M :
Y = 0.000x 2 + 0.268x – 0.5.088
R 2 = 0.910
Persamaan untuk penggunaan katalis H 2 SO 4 4 M : Y = 0.000x 2 + 0.268x – 0.5.088 R 2 = 0.910

## Pembahasan
Kadar  air  yang  menguap  dari  pelepah pisang basah
Sebelum  dilakukan  proses hidrolisis, pelepah  pisang  harus  dihilangkan  kadar airnya untuk mengoptimalkan serat
terkonversi menjadi
glukosa.
Penghilangan  kadar  air  dilakukan  dengan metode konvensional , yaitu dengan metode  pengeringan  memanfaatkan  sinar matahari.
Sebelum  dilakukan  pengeringan,  pelepah pisang  basah  dicacah  menjadi  ukuran dadu untuk mengoptimalkan proses penghilangan kadar air.
Dari Gambar 4 di atas dapat dilihat bahwa pada  hari  ke-3  jumlah  kadar  air  sudah mencapai kadar optimumnya, karena pada hari  ke-4  sampel  sudah  tidak  mengalami penurunan  bobot  yang  signifikan.  Ini berarti  metode  pengeringan  dengan  sinar matahari  langsung  bisa  dilakukan  hanya dalam  jangka  waktu  3  hari  saja  pada kondisi  suhu  36  -  40°C  dan  kelembaban 53%.
Kadar  lignin  dan  selulosa  pada  variasi ukuran
Untuk  mendapatkan  konversi  gula  yang maksimal,  pelepah  pisang  kering  harus melalui proses delignifikasi, yaitu penghilangan  kadar  lignin  yang  dapat menganggu  katalis  dalam  mengkonversi selulosa.
Dalam  penelitian  dilakukan  variasi  ukuran partikel untuk mengetahui efektifitas ukuran  pelepah  pisang  kering  terhadap
proses  pembentukan  bioetanol.  Oleh karena itu dilakukan pengamatan terhadap kadar  lignin  dan  selulosa  sebelum  proses hidrolisis  dengan  memvariasikan  ukuran pelepah pisang menggunakan shiever .
Lignin  yang  bertugas  membentuk  struktur pelepah  pisang  dan  merupakan  lapisan terluar  akan  menyelubungi  selulosa  yang terkandung didalamnya. Gambar 5 memperihatkan  bahwa  semakin  kecil ukuran  partikel  maka  semakin  banyak selulosa  yang  dihasilkan,  dan  berbanding terbalik dengan kadar lignin yang mengalami  penurunan  seiring  dengan semakin  kecilnya  ukuran  partikel.  Hal  ini dikarenakan  struktur  lignin  yang  mengikat selulosa,  dalam  keadaan  asam  akan terkondensasi  dan  mengendap.  Lignin memiliki  gugus  fungsi  oksigen  posisi benzilat  yang  sensitif  terhadap  media asam dan memiliki kecenderungan melakukan kondensasi (Sari, 2013).
Berkurangnya  kadar  lignin  pada  pelepah pisang akan memaksimalkan kontak katalis  dalam  merubah  selulosa  menjadi glukosa. Ini berarti dengan ukuran 60 dan 100  mesh  sudah  bisa  mengoptimalkan selulosa yang didapat dari pelepah pisang kering  untuk  direaksikan  lebih  lanjut menjadi bioetanol.

## Kadar glukosa dari proses hidrolisis
Berdasarkan  Tabel  3  dapat  diketahui bahwa  besar  kecilnya  ukuran  pelepah pisang  memengaruhi  proses  hidrolisis. Variasi  terhadap  ukuran  pelepah  pisang dalam satuan mesh mengakibatkan perubahan kadar glukosa (gula pereduksi) yang dihasilkan. Pada mesh 10 dihasilkan kadar  gula  pereduksi  yang  paling  rendah. Untuk  mesh  28  hasilnya  tidak  jauh berbeda  dengan  mesh  10.  Peningkatan kadar gula pereduksi yang signifikan mulai terlihat pada mesh 45, dan mencapai hasil maksimalnya  pada  mesh  60  dan  100. Sebagai  perbandingan  hasil  penelitian Fatmawati,  2008  menyatakan  bahwa ukuran  batang  yang  semakin  kecil,  maka semakin  banyak  gula  pereduksi  yang didapat.  Semakin  kecil  ukuran,  maka semakin  besar  luas  permukaan  kontak dengan  larutan  H 2 SO 4 dan  hidrolisis heterogen  juga  semakin  besar,  sehingga
gula  pereduksi  yang  dihasilkan  semakin banyak.
Dapat  disimpulkan  bahwa  kadar  gula pereduksi  yang  dihasilkan  berbanding lurus  dengan  besarnya  ukuran  mesh,  hal ini  dibuktikan  dengan  Gambar  7  yang menunjukkan trend yang terus meningkat.
Penulis  juga  memvariasikan  konsentrasi katalis H 2 SO 4 dengan 3 variabel konsentrasi yaitu 1 M, 2 M, dan 4 M untuk mengoptimumkan  hasil  gula  pereduksi. Untuk  ketiga  variabel  tersebut  memang menunjukkan  peningkatan  kadar  gula pereduksi untuk ukuran partikel yang lebih
kecil,  namun  efektifitas  katalis  tersebut tidak selalu  berbanding lurus pada besarnya ukuran mesh.
Konversi bioetanol dari proses fermentasi
Pada  Tabel  5  konsentrasi  katalis  1  M, etanol yang dihasilkan dari hasil fermentasi mencapai hasil maksimal pada ukuran partikel 100 mesh. Pada ukuran 10 dan  28  mesh,  tidak  dihasilkan  etanol,  hal ini  disebabkan  karena  masih  banyaknya kandungan  lignin  dalam  kulit  pisang, sehingga  glukosa  yang  dihasilkan  pada proses  hidrolisis  relatif  sedikit.  Menurut Oktavianus,  2013,  di  dalam  struktur  lignin terdapat  ikatan  aril  alkil  dan  ikatan  eter, sehingga  mengakibatkan  menjadi  tahan
terhadap terhadap proses hidrolisis menggunakan asam-asam universal. Konversi optimum dicapai pada konsentrasi  katalis  2  M  yaitu  mencapai 5,60%  pelepah  pisang  kering  berukuran 100 mesh menjadi etanol. Pada penggunaan  katalis  tersebut  didapat  hasil etanol  yang  tinggi  karena  glukosa  yang dihasilkan  dari  proses  hidrolisis  juga mendapat kadar optimum.
Untuk pemakaian katalis H 2 SO 4 4 M kadar etanol  yang  dihasilkan  relatif  rendah,  hal ini  dikarenakan  kadar  asam  yang  tinggi yang  menyebabkan  ragi  kurang  optimum dalam memfermentasi hidrolisat dan banyak  glukosa  yang  terkaramelisasi sehingga sulit untuk memecah strukturnya menjadi etanol.
Tujuan penelitian ini ialah untuk mengetahui  pengaruh  ukuran  partikel terhadap  pembentukan  etanol  dengan berbagai konsentrasi katalis. Nilai konversi yang didapat dapat dilihat pada Tabel 5 :
Tabel 5. Konversi pembentukan glukosa dan etanol terhadap kadar selulosa
Kadar selulosa menyatakan jumlah selulosa  yang  terkandung  dalam  pelepah pisang  kering  yang  telah  dicacah  menjadi berbagai ukuran partikel.
Tabel 5 menjelaskan bahwa pada
konsentrasi  katalis  asam  sulfat  tertentu dengan  berbagai  ukuran  partikel,  didapat konversi kadar glukosa dan etanol terhadap  kadar  selulosa.  Misalnya  untuk pemakaian  katalis  H 2 SO 4 dengan  ukuran partikel  100  mesh,  sebanyak  53,76  % selulosa  terkonversi  menjadi  etanol  dari kadar 60,58 % selulosa.

## Analisa  yield  pembentukan  etanol  dari pelepah  pisang
Dengan  mengambil  sampel  1000  gram pelepah  pisang  basah  yang  kemudian
Kons entra si Asam Sulfat Ukuran (mesh) Kadar selulosa (w/w) Selulosa yang berubah menjadi Glukosa (%) Selulosa yang berubah menjadi etanol (%) 1 M 10 25,89 2,69 0,00 28 33,04 5,01 0,00 45 47,87 39,82 5,00 60 52,78 42,36 20,03 100 60,58 53,76 29,82 2 M 10 25,89 3,39 0,00 28 33,04 7,12 0,32 45 47,87 33,18 6,39 60 52,78 46,62 21,73 100 60,58 57,60 32,05 4 M 10 25,89 4,04 0,00 28 33,04 10,16 0,96 45 47,87 28,91 6,59 60 52,78 37,63 16,49 100 60,58 45,01 23,20
dikeringkan  sehingga  bobot  menjadi  55,7 gram  (kadar  air  94,43  %),    dapat  dilihat yield  terbentuknya  etanol  berdasarkan tabel di bawah ini :
Tabel 6. Yield glukosa dan etanol terhadap pelepah pisang kering
Dari  tabel  di  atas  dapat  dilihat  bahwa ukuran  partikel  100  mesh  mempunyai potensi  besar  untuk  digunakan  sebagai bahan  baku  pembuatan  etanol,  hal  ini dibuktikan dengan hasil etanol yang besar dibandingkan  dengan  ukuran  partikel lainnya.
Penggunaan katalis H 2 SO 4
juga mempengaruhi dari etanol yang dihasilkan.  Untuk  hasil  etanol  optimum didapat  dengan  penggunaan  konsentrasi katalis  2M.  Untuk  1000  gram  batang pisang basah tersebut didapat 17,85 gram etanol.  Dapat  disimpulkan  bahwa  yield optimum  etanol  yang  dihasilkan  adalah 1,79% dari pelepah pisang basah.

## Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1.  Pelepah  pisang  sebagai  biomassa berlimpah  memiliki  potensi  besar untuk  dimanfaatkan  sebagai  bahan baku  dalam  pembuatan  bioetanol,
karena  kandungan  selulosa  yang cukup banyak
dan proses pretreatment yang tidak terlalu rumit.
2.  Semakin kecil ukuran partikel pelepah pisang  maka  jumlah  selulosa  yang bisa  terkonversi  semakin  banyak, karena kandungan lignin yang menjadi  penghalang  selulosa  untuk terhidrolisis  oleh  katalis  semakin sedikit.
3.  Pemakaian  katalis  H 2 SO 4 2  M  lebih efektif  dalam  menghasilkan  konversi glukosa  dari  selulosa  yaitu  sebesar 57,60  %,  jika  dibandingkan  dengan pemakaian  katalis  H 2 SO 4 4M  yang lebih pekat.
4.  Fermetasi  dengan  hidrolisat  yang memakai katalis H 2 SO 4 4 M menghasilkan  sedikit  etanol,  karena glukosa  yang  terbentuk  banyak  yang terkaramelisasi  sehingga  sulit  untuk ragi menfermentasi hidrolisat. 5.  Ukuran partikel  100 mesh dan pemakaian  katalis  H 2 SO 4 2  M  dapat menghasilkan  yield  optimum  etanol yaitu  1,79  %  dari  pelepah  pisang basah.

## Saran
Adapun saran penulis ialah sebagai berikut :
1.  Untuk  mendapat  ukuran  partikel  100 mesh mungkin dibutuhkan alat khusus,  bila  alat  kurang  memadai penggunaan  ukuran  partikel  60  mesh sudah cukup menghasilkan yield yang lumayan banyak.
2.  Pelepah  pisang  memiliki  kandungan air yang tinggi, kandungan air tersebut berupa getah pisang yang mengandung  saponin,  antrakuinon, dan  kuinon  yangberfungsi  sebagai antibiotik  dan  penghilang  rasa  sakit.
Hal  ini  dapat  dimanfaatkan  sebagai produk  samping  dari  pembuatan etanol.
3.  Perlu  dilakukan  pengembangan  lagi terhadap  metode  pembuatan  etanol dari pelepah pisang.

## DAFTAR PUSTAKA
Achmadi.  1990. Kimia  Kayu .  Bahan Pengajaran Universitas Ilmu Hayati.  Institut  Pertanian  Bogor.
Bogor.
Artati,  E.K.,  Irfina,  F.,  Fatimah.  2012. Pengaruh  Jenis  dan  Konsentrasi Asam  terhadap  Kinetika  Reaksi
2252-7311
Hidrolisis  Pelepah  Pisang  (Musa
Paradisiaca L.). Ekuilibrium, 11:2.
Badger, P.C. 2002. Ethanol from cellulose :  A  general  review  p. 17-21. In  J. Janick  and  A.  Whipkey  (eds.), Trends in new crops and new uses.
ASHS Press Alexandria, VA.
Fatmawati,  A.  Soeseno,  N.,  Chiptadi,  N. Natalia,  S.  2012. HIDROLISIS BATANG PADI DENGAN MENGGUNAKAN  ASAM  SULFAT ENCER .  Jurnal  Teknik  Kimia,  (3): 1.191.
Komaryati, S.,
Gusmailina,
2010. PROSPEK  BIOETANOL  SEBAGAI PENGGANTI  MINYAK  TANAH. Artikel Pusat
Penelitian dan
Pengembangan Hasil Hutan, Bogor
Nguyen,  Q.A.  and  M.P.  Tucker,  2002. Dilute  acid/metal  salt  hydrolysis  of lignocellulosics. United States
Patent 6423145.
Oktavianus, F., Sigiro, R.M., Bustan, M.D.
2013. PEMBUATAN  BIOETANOL DARI BATANG JARAK MENGGUNAKAN METODE HIDROLISA  DENGAN  KATALIS
ASAM  SULFAT. Jurnal  Teknik Kimia (2) : 19. 28.
Sari,  I.N.,  Izzati,  M.,  Haryanti,  S.,  2013. Penurunan  Biomassa,  Perubahan Struktur  Anatomi  dan  Kondisi  Fisik Serabut  Kelapa  (Cocos  nucifera  L.
) Setelah Perendaman Asam Klorida  pada  Konsentrasi  yang Berbeda .  Buletin  Anatomi  dan Fisiologi (XXI): 1. 50..
Wiratmaja,  I.G.,  Kusuma,  B.W.,  I.G.,  dan Winaya,  N.Y.I.,  2011., Pembuatan Etanol  Generasi  Kedua  Dengan Memanfaatkan  Limbah  Rumput Laut  Eucheuma  Cottonii  Sebagai Bahan  Baku .  Jurnal  Ilmiah  Teknik Mesin Cakra M. 5:1.
Wyman,  Carles  E.  2002. Handbook  on
Bioethanol : Production and Utilization . Biofuels Information
Center.
Yasuda,  S., Fukushima,  K.,  Kakehi,A., 2001. Formation  and  chemical structures  of  acid-soluble  lignin I:  sulfuric  acid  treatment  time and  acid-soluble  lignin  content of  hardwood. Journal  of  Wood Science,  47: 1,  69-72