Submitted : 15 April 2020 Revised : 1 Juni 2020 Accepted : 24 Agustus 2020

## PENGARUH JENIS NUTRIEN DAN WAKTU TERHADAP EFISIENSI SUBSTRAT DAN KINETIKA REAKSI FERMENTASI DALAM PRODUKSI BIOETANOL BERBAHAN BAKU BIJI DURIAN
Prahady Susmanto * , Yandriani, Badria Dania, Ellen Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32, Indralaya, Ogan Ilir, Sumatera Selatan, Indonesia
* Email: prahady.susmanto@ft.unsri.ac.id

## Abstrak
Bioetanol merupakan  salah  satu sumber  energi  yang  bisa  didapatkan  dari  hasil  fermentasi  nabati.  Pembuatan bioetanol ini memanfaatkan limbah biji durian sebagai media fermentasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui  konsentrasi  urea  dan  NPK  serta  waktu  terbaik  dalam  pembuatan  bioetanol  dari  biji  durian  oleh Saccharomyces cerevisiae , menentukan kinetika reaksi fermentasi, mengetahui efisiensi substrat selama proses fermentasi,  dan  mengetahui  kadar  bioetanol  yang  dihasilkan  dari  tepung  biji  durian.  Penelitian  ini  dilakukan dengan  penambahan  nutrien berupa  urea  dan  NPK,  masing-masing  sebanyak  3%  dan  4%  dengan  waktu fermentasi selama 48, 72, 96, 120, 144, dan 168 jam. Berdasarkan hasil penelitian, kadar pati yang terkandung di dalam tepung biji durian sebesar 45,38%. Konversi pati menjadi gula sebesar 37,8167 gram. Efisiensi substrat terbaik  diperoleh  oleh  urea  3%  dengan  waktu  fermentasi  120  jam  sebesar  99,24%  dengan  kadar  gula  sisa sebesar 0,76%. Kadar bioetanol tertinggi pada sampel urea diperoleh pada penambahan urea 3%, kadar etanol sebesar  57,1429%  dengan  waktu  fermentasi  120  jam  dan  Vmaks  sebesar  1,2397  g/mL.jam.  Efisiensi  substrat terbaik diperoleh pada sampel NPK terdapat pada NPK 4% waktu fermentasi 144 jam sebesar 99,16% dengan kadar gula sisa sebesar 0,84%. Kadar bioetanol tertinggi pada sampel NPK diperoleh pada penambahan NPK 4%, kadar  etanol  sebesar  48,5714%  dengan  waktu  fermentasi  144  jam  dan  kecepatan  reaksi  maksimum  (Vmaks) sebesar 1,0116 g/mL.jam
. Kata Kunci: Biji durian, Bioetanol, Efisiensi substrat, Nutrien , Kinetika Reaksi

## Abstract
Bioethanol is one source of energy that can be obtained from vegetable fermentation. This bioethanol production utilizes durian seed waste as a fermentation media. The purpose of this study was to determine the concentration of urea and NPK and the best time in making bioethanol from durian seeds by Saccharomyces cerevisiae, to study the  kinetics  of  the  fermentation  reaction,  determine  the  efficiency  of  the  substrate  during  the  fermentation process, and to determine the levels of bioethanol that can be produced from durian seed flour. This research was conducted by adding nutrients in the form of urea and NPK, respectively 3% and 4% with fermentation time for 48, 72, 96, 120, 144, and 168 hours. Based on the research results, the levels of starch contained  in durian seed flour were 45.38%. Conversion of starch to sugar by 37,8167 grams. The best substrate efficiency is obtained by urea 3% with 120 hours fermentation time of 99,24% with residual sugar content of 0,76%. The highest levels of bioethanol  in  the  urea  sample  were  obtained  at  the  addition  of  3%  urea,  ethanol  content  of  57,1429%  with  a fermentation time of 120 hours and a Vmax of 1,2397 g/mL.hour. The best substrate efficiency obtained in NPK samples was found in NPK 4% fermentation time 144 hours by 99,16% with residual sugar content of 0,84%. The highest levels of bioethanol in NPK samples were obtained by adding 4% NPK, ethanol content of 48,5714% with 144 hours fermentation time and Vmax of 1,0116 g/mL.hour.
Keywords : Bioethanol, Durian seeds, Nutrients, Reaction Kinetics, Substrate efficiency

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Sektor  pertanian  termasuk  ke  dalam  salah  satu usaha  yang  berkembang  dalam  rangka  untuk memenuhi  kebutuhan  pokok  misalnya  pangan  dan juga kebutuhan lain. Pengolahan hasil pertanian mulai dari  lahan  pertanian  sampai  menjadi  bahan  dan barang  siap  konsumsi  akan  menyisakan  bagian  yang tidak  dimanfaatkan  berupa  limbah.  Limbah  pertanian memerlukan  penanganan  dan  juga  pemanfaatan secara  serius  sehingga  tidak  akan  memberikan dampak  buruk  terhadap  lingkungan,  baik  kesehatan maupun estetika. Sampah sayuran dan buah-buahan di pasar  seperti  kulit  dan  biji  buah,  tempurung  kelapa, jerami,  dan  tongkol  jagung  merupakan  limbah pertanian yang kurang bermanfaat (Khaidir, 2016).
Bioetanol secara umum digunakan sebagai  bahan baku  pembuatan  turunan  etanol,  bahan  baku  untuk industri  farmasi,  campuran  bahan  bakar  untuk pembakaran, bahan minuman beralkohol, pelarut, dan obat-obatan.  Sumber  bahan  baku  untuk  pembuatan bioetanol  dapat  berasal  dari  sumber  hayati,  misalnya nira, tebu, sorgum, ubi kayu, jagung, jerami, dan kayu. Bahan  baku  harus  memiliki  kandungan  seperti  pati, karbohidrat,  glukosa,  dan  selulosa,  tetapi  disisi  lain penggunaan  bahan  baku  secara  besar-besaran  dapat mengganggu  kebutuhan  pangan.  Hal  tersebut  karena bahan  yang  mengandung  pati,  karbohidrat,  glukosa, dan  juga  selulosa  sebagian  besar  termasuk  bahan pangan  (Murniati  dkk,  2018).  Oleh  karena  itu, diperlukan  bahan  baku  lain  yang  lebih  efektif  dan efisien yang tidak berfungsi sebagai bahan pangan dan termasuk  ke  dalam  limbah,  salah  satunya  adalah  biji durian.
Buah durian terdiri dari 30% limbah yang berupa kulit  dan  biji  durian.  Jumlah  limbah  yang  dihasilkan tersebut cukup banyak dan akan sangat potensial jika dimanfaatkan  secara  tepat  (Nurfiana  dkk,  2009).  Biji buah durian termasuk ke dalam limbah biomassa dan memiliki  kandungan  pati  yang  tinggi  sehingga  bisa dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  bioetanol. Berdasarkan penelitian, dalam biji durian mengadung karbohidrat 43,6-46,2 gram tiap 100 gram biji durian yang akan diubah menjadi glukosa untuk menghasilkan etanol. (Jayanti dan Solfarina, 2013).
Proses  produksi  bioetanol  dapat  dilakukan dengan  konversi  bahan  baku  melalui  proses fermentasi.  Proses  fermentasi  menggunakan  bantuan dari Saccharomyces cerevisiae .
Pemilihan Saccharomyces  cerevisiae tersebut  dikarenakan  lebih efektif  jika  dibandingkan  dengan  jenis  lain,  dapat menghasilkan  bioetanol  5,1-91,8%  (Arnata  dan Anggreni, 2013).
Selama  proses  pertumbuhan  dan  perkembangan, Saccharomyces  cerevisiae memerlukan  penambahan unsur nitrogen. Penambahan urea dan NPK (Nitrogen Fosfor Kalium) merupakan salah satu cara agar dapat memenuhi kebutuhan pertumbuhan untuk
Saccharomyces  cerevisiae selama  proses  fermentasi. Urea dan NPK memiliki fungsi yang sama pada proses fermentasi  yaitu  sebagai  nutrisi  untuk  pertumbuhan mikroba.  Penelitian  sebelumnya  telah  meneliti fermentasi nira nipah menjadi bioetanol menggunakan Saccharomyces  cerevisiae dengan penambahan  urea  sebagai  sumber  nitrogen  (Rahmah et  al.,  2015).  Penelitian  tersebut  dilakukan  dengan menggunakan  nira  nipah  dengan  variasi  massa  urea yang  digunakan  yaitu  0,2;  0,4;  0,6;  dan  0,8  g/l.  Hasil dari penelitian menunjukkan kadar bioetanol tertinggi yang  dihasilkan  dari  proses  fermentasi  adalah  7,12% dengan variasi urea 0,6 g/l.
Berdasarkan informasi mengenai proses fermentasi  pembuatan  bioetanol  terdahulu,  maka penelitian  ini  akan  dilakukan  dengan  proses pemisahan hidrolisis dan fermentasi serta penambahan  nutrisi berupa  urea  dan  NPK.  Penelitian ini berfokus pada jenis nutrisi, kadar bioetanol, waktu fermentasi, konversi gula, kinetika reaksi, dan efisiensi substrat  terbaik  dalam  pembuatan  bioetanol  dari  biji durian.

## 2. METODE PENELITIAN 2.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini berupa limbah  biji  buah  durian,  urea,  NPK,  asam  sulfat, saccharomyces cerevisiae, aquades , dan NaOH.

## 2.2 Prosedur Penelitian
2.2.1 Perlakuan awal Bahan baku berupa biji buah durian sebanyak 10 kg  diberi  perlaku  fisik  meliputi  pencucian, pengupasan,  pengeringan,  dan  pengecilan  ukuran. Proses  pencucian  dan  pengupasan  biji  durian dilakukan untuk menghilangkan sisa-sisa daging buah durian  yang  masih  menempel  pada  biji  durian.  Biji durian  kemudian  dihaluskan  dan  dijemur  di  bawah sinar  matahari  selama  1  minggu  (7  hari)  sehingga menjadi tepung biji durian kering.

## 2.2.2 Hidrolisis
Hasil  perlakuan  awal yang  berupa  tepung  biji durian  sebanyak  75  gram  dimasukkan  ke  dalam beaker glass 1000 mL dengan penambahan  H 2 SO 4 0,3 M sebanyak 750 mL. Larutan kemudian diaduk sampai homogen.  Selanjutnya  dilakukan  proses  refluks  suhu 100°C selama 1,5 jam.

## 2.2.3 Fermentasi
Larutan hasil hidrolisis kemudian didinginkan dan disaring.  Filtrat  berupa  larutan  (hidrolisat)  kemudian diambil  dan  pH  larutan  kemudian  diatur  dengan menambahkan  sejumlah  larutan  NaOH  hingga mencapai  pH  4.  Hidrolisat  yang  akan  digunakan ditambahkan Saccharomyces  cerevisiae sebanyak  21 gram kemudian ditambahkan Urea dan NPK  sebanyak
3%  dan  4%.  Hidrolisat  yang  berisi  sampel  kemudian difermentasi  ditutup  rapat  dengan  tutup  gabus  yang kemudian  lubang  erlenmeyer  dihubungkan  dengan pipa  berbahan  karet,  pada  bagian  ujung  pipa dihubungkan  langsung  ke  wadah  berisi  air  untuk menghindari  adanya  udara  masuk.  Fermentasi kemudian  dilakukan  selama  24,  48,  72, 96,  120,  144, dan 168 jam.

## 2.2.4 Purifikasi/pemurnian
Hasil  fermentasi  yang  diperoleh  kemudian dipurifikasi  menggunakan  proses  distilasi.  Larutan hasil  fermentasi  dimasukkan  ke  dalam  labu  distilasi yang  telah  dirangkai  dengan  kondensor.  Temperatur distilasi  harus  dijaga  78 ℃ untuk  mendapatkan  hasil bioetanol. Bioetanol yang didapat kemudian disimpan dalam  wadah  yang  tertutup  rapat.  Analisis  kadar bioetanol  kemudian  dilakukan  dengan  menggunakan alkoholmeter dan pengukuran densitas.

## 2.3 Analisis Bioetanol
Parameter  yang  diamati  antara  lain  kadar  pati, glukosa,  dan  etanol.  Untuk  analisis  pati  dan  glukosa metode  yang  digunakan  adalah  metode  Luff  Schoorl, dan  untuk  analisis  kadar  etanol  metode  yang digunakan adalah metode berat jenis dan penggunaan alkoholmeter.  Data  hasil  analisis  yang  diperoleh selanjutnya  digunakan  untuk  menentukan  kinetika reaksi  fermentasi.  Kinetika  fermentasi  dari  gula menjadi etanol:
C 6 H 12 O 6 Glukosa Saccharomyces cereviseae → 2C 2 H 5 OH Etanol +2CO 2 (1)
Adapun  penentuan  kinetika  reaksi  fermentasi menggunakan persamaan Michaelis Menten, data yang didapat  kemudian  diolah  dengan  metode Lineweaver Bulk .  Metode  ini  dilakukan  dengan  membuat  grafik hubungan antara 1/[S] vs 1/V yang kemudian datanya dapat  digunakan  untuk  menghitung  harga  konstanta Michaelis  Menten  (Km)  dan  Kecepatan  reaksi maksimum (Vmaks).
Kecepatan  pembentukan  produk  dapat  dihitung dengan cara mensubstitusikan kadar gula reduksi dan alkohol  ke  dalam  persamaan  Michaelis  Menten,  data yang  didapat  kemudian  diolah  dengan  metode Lineweaver Bulk . 1 V = 1 V maks + ( K m V maks ) 1 [ S ] (2)

## 2.4 Diagram Alir Penelitian
Tahapan  proses  yang  akan  dilakukan  dalam penelitian  ini  digambarkan  dalam  diagram  alir  pada Gambar 1. sebagai berikut:
Gambar 1. Diagram alir penelitian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengaruh  Waktu  Fermentasi Terhadap  Kadar Gula Reduksi
Bioetanol  pada  penelitian  ini  dihasilkan  dari fermentasi  tepung  biji  durian  oleh Saccharomyces cerevisiae . Saccharomyces  cerevisiae tersebut  akan memanfaatkan  gula  yang  terdapat  pada  medium fermentasi  untuk  pertumbuhan  sel  dan  produksi etanol.  Sel  tersebut  akan  merombak  gula  menjadi etanol.  Perombakan  dilakukan  melalui  proses glikolisis  dengan  bantuan  enzim  yang  dihasilkan selama fermentasi (Putri et al., 2016).
Pada  penelitian  ini  seperti  yang  disajikan  pada Gambar  2.  didapatkan  hasil  analisis  kadar  gula reduksi. Kadar gula reduksi dapat dijadikan indikator yang  menunjukkan  berjalannya  proses  fermentasi. Pada  Gambar  2.  terlihat,  selama  proses  fermentasi cenderung  terjadi  penurunan  kadar  gula  reduksi dalam substrat, hal ini karena gula reduksi digunakan oleh Saccharomyces cerevisiae sebagai sumber karbon untuk membentuk energi selama proses pertumbuhannya.
Semakin  banyak  gula  reduksi  yang  dimanfaatkan oleh Saccharomyces  cerevisiae maka  konsentrasi etanol  yang  dihasilkan  semakin  tinggi  dan  sebaliknya semakin sedikit gula reduksi yang dimanfaatkan maka konsentrasi  etanol  yang  dihasilkan  semakin  rendah. Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  lain  dimana  semakin banyak  gula  reduksi  yang  dapat  dimanfaatkan  oleh Saccharomyces  cerevisiae maka  konsentrasi  etanol yang dihasilkan semakin tinggi (Putri et al., 2016).
Gambar 2. Pengaruh waktu fermentasi terhadap kadar gula reduksi
Berdasarkan  Gambar  2,  penurunan  kadar  gula reduksi pada sampel urea 3% dan 4% memiliki selisih yang  cukup  sedikit  jika  dibandingan  dengan penurunan gula reduksi pada sampel NPK 3% dan 4%. Perbedaan  penurunan  kadar  gula  reduksi  pada masing-masing sampel urea serta NPK dengan variasi 3%  dan  4%  dipengaruhi  oleh  adanya  perbedaan waktu  fermentasi  dan  jumlah  penambahan  nutrisi yang berbeda. Penambahan jumlah urea dan NPK yang berbeda  pada  sampel  dapat  mempengaruhi  jumlah Saccharomyces cerevisiae yang hidup dan berkembang serta  melakukan  aktivitas  untuk  mengkonsumsi  gula yang terdapat dalam medium fermentasi. Penambahan jumlah  nutrisi  dalam  fermentasi  juga  harus dipertimbangkan  apabila  jumlahnya  terlalu  banyak akan  menyebabkan  keracunan  bagi Saccharomyces cerevisiae sehingga konsumsi gula menjadi lambat dan kadar  gula  reduksi  mengalami  penurunan  yang sedikit.  Pada  proses  fermentasi,  gula  reduksi  awal milik  biji  durian  akan  mengalami  penurunan  gula reduksi terebut secara bertahap dengan bertambahnya  waktu  fermentasi  (jam).  Adanya penurunan  kadar  gula  reduksi  dengan  bertambahnya waktu  fermentasi  menunjukkan  selama  fermentasi terjadi  penggunaan  karbohidrat  sederhana  oleh S. cerevisiae untuk  pertumbuhan  hingga  pembentukan produk.

## 3.2 Pengaruh Jenis Nutrien Dan Waktu Terhadap Kadar Bioetanol
Salah  satu  faktor  yang  dapat  mempengaruhi proses  fermentasi  adalah  nutrisi. Saccharomyces cerevisiae memerlukan nutrisi  untuk proses pertumbuhan  pada  proses  fermentasi.  Pada  saat fermentasi  etanol, Saccharomyces  cerevisiae akan mengubah  glukosa  menjadi  etanol.  Satu  molekul glukosa akan membentuk dua molekul etanol dan CO2. Pada  proses  perombakan  gula  menjadi  etanol, Saccharomyces  cerevisiae membutuhkan  nutrisi. Nutrisi  pertumbuhan Saccharomyces  cerevisiae ini dapat  dipenuhi  dengan  penambahan  NPK  dan  urea. Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  lain  yang
mengemukakan  bahwa  urea  ((NH 2 ) 2 CO)  dan (NH 4 H 2 PO 4 )  dapat  berfungsi  sebagai  nutrisi  atau makronutrien  pada  proses  fermentasi  (Akhir  et  al., 2015).  Tersedianya  sumber  nutrisi  dalam  media fermentasi  mampu  meningkatkan  pertumbuhan mikroorganisme  sehingga  dapat  meningkatkan konsentrasi  bioetanol  yang  dihasilkan.  Nitrogen merupakan  salah  satu  sumber  nutrisi  yang  sangat penting  untuk  pertumbuhan  mikroorganisme  dalam pembentukan asam nukleat dan asam amino.
Gambar 3. Pengaruh urea dan waktu fermentasi terhadap kadar bioetanol
Gambar  3.  menunjukkan  menunjukan  bahwa kadar  bioetanol  yang  dihasilkan  dengan  penambahan urea  sebesar  3%  lebih  tinggi  daripada  urea  4%. Kondisi  optimum  pada  sampel  urea  3%  terjadi  pada 120 jam waktu fementasi, akan tetapi setelah  kondisi optimum  tercapai  kadar  bioetanol  yang  didapatkan cenderung menurun. Hal tersebut dapat terjadi akibat reaksi  lanjut  dari  bioetanol  sehingga  bioetanol  yang diperoleh  menurun  seiring  bertambahnya  waktu fermentasi. Reaksi lanjut ini disebabkan teroksidasinya bioetanol menjadi asam asetat.
Pada  sampel  urea  4%  setelah  120  jam  terjadi penurunan  kadar  bioetanol.  Penurunan  kadar bioetanol  ini  dapat  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor salah  satunya  pH.  Hal  tersebut  berkaitan  dengan  pH media  fermentasi  yang  cenderung  menurun  dengan bertambahnya konsentrasi nutrisi urea, penurunan pH dapat menghambat jalannnya fermentasi. Penggunaan konsentrasi  urea  yang  terlalu  tinggi  menyebabkan pertumbuhan Saccharomyces  cerevisiae menjadi terhambat,  sehingga  konsentrasi  bioetanol  yang dihasilkan cenderung menurun dan kecil.
Berdasarkan dari kadar bioetanol yang dihasilkan dengan  penambahan  urea  3%  dan  4%  hasil  terbaik didapatkan  pada  penambahan  urea  3%.  Hal  ini menunjukkan  jika  urea  pada  proses  fermentasi dikonsumsi  dalam  jumlah  yang  besar  dan  waktu tertentu  akan  membentuk  NH 3 -N  yang  bersifat  racun dan  dapat  menghambat  pertumbuhan  suatu mikroorganisme.  Selain  itu,  proses  terjadinya
0 0,5 1 1,5 2 2,5 48 72 96 120 144 168 Ka d ar G u la Re d u k si (% ) Waktu (Jam) Urea 3% Urea 4% NPK 3% NPK 4% 0 10 20 30 40 50 60 70 48 72 96 120 144 168 Ka d ar B io et an ol ( % ) Waktu (Jam) Urea 3% Urea 4%
penurunan  aktivitas  dari Saccharomyces  cerevisiae pada  waktu  tertentu  dapat  menyebabkan  proses fermentasi  berjalan  lambat  karena Saccharomyces cerevisiae kehabisan nutrisi untuk bertahan hidup dan mengalami fase kematian.
Gambar 4. Pengaruh NPK dan waktu fermentasi terhadap kadar bioetanol
Dari  Gambar  4  terlihat  bahwa  kadar  bioetanol terendah  dihasilkan  pada  penambahan  konsentrasi NPK  3%  yaitu  sebesar  22,22%  dengan  waktu fermentasi  48  jam.  Hal  ini  disebabkan  karena  jumlah nutrisi  yang  tersedia  masih  belum  mencukupi  untuk aktivitas Saccharomyces  cerevisiae yang  kemudian menyebabkan  aktivitas  tidak  optimal  dan  berjalan lambat sehingga  mempengaruhi pembentukan bioetanol.  Kadar  bioetanol  tertinggi  yang  didapatkan dari penambahan NPK 3% pada waktu fermentasi 120 jam.  Kadar  yang  diperoleh  lebih  kecil  jika dibandingkan  dengan  kadar  NPK  4%  serta  urea  3% dan  4%.  Kadar  bioetanol  yang  dihasilkan  oleh  NPK cenderung  kecil  dapat  disebakan  karena  selama fermentasi  terbentuk  ion  logam.  Penambahan  NPK pada  proses fermentasi juga dapat memperbanyak ion logam  Ca 2+ dan  Mg 2+ kelebihan  ion  logam  ini  dapat menyebabkan  keracunan  bagi S.cerevisiae sehingga fermentasi  berlangsung  dengan  tidak  optimal  dan lambat. Jumlah nutrisi yang dibutuhkan selama proses fermentasi berlangsung berbeda-beda tergantung dari jenis  bahan  baku  yang  digunakan  serta  jumlah Saccharomyces cerevisiae yang digunakan.
3.3 Penentuan Kinetika Fermentasi
Dari  Gambar  5.  didapatkan  hasil  slop  sebesar 1,5934  dan  intercept  sebesar  0,8067.  Berdasarkan data slop dan intersep yang didapatkan maka nilai Km sebesar  1,9752  g/mL  dengan  Vmaks  sebesar  1,2397 g/mL.jam.  Nilai  Vmaks  ini  menunjukkan  bahwa sebanyak  apapun  substrat  yang  ditambahkan  maka kecepatan reaksi tidak akan melewati nilai Vmaks.
Gambar 5. Hubungan antara 1/[S] vs 1/V pada bioetanol dengan variasi urea 3%
Berdasarkan  Gambar  6  didapatkan  hasil  slop sebesar  1,5932  dan  intercept  sebesar  1,0787. Berdasarkan  data  slop  dan  intersep  yang  didapatkan dari  grafik  maka  nilai  Km  sebesar  1,4770  g/mL dengan Vmaks sebesar 0,9270 g/mL.jam. Nilai Vmaks menunjukkan  bahwa  sebanyak  apapun  substrat  yang ditambahkan  maka  kecepatan  reaksi  tidak  akan melewati nilai Vmaks.
Gambar 6. Hubungan antara 1/[S] vs 1/V pada bioetanol dengan variasi urea 4%
Berdasarkan  Gambar  7  didapatkan  hasil  slop sebesar  2,1204  dan  intersep  sebesar  1,5309. Berdasarkan  data  slop  dan  intersep  yang  didapatkan maka  nilai  Km  sebesar  1,3850  g/mL  dengan  Vmaks sebesar  0,6532  g/mL.jam.  Nilai  Vmaks  ini menunjukkan  bahwa  sebanyak  apapun  substrat  yang ditambahkan  maka  kecepatan  reaksi  tidak  akan melewati nilai Vmaks.
0 10 20 30 40 50 60 48 72 96 120 144 168 Ka d ar B io et an ol ( % ) Waktu (Jam) NPK 3% NPK 4% y = 0,38x + 0,8894 R² = 0,9158 0 1 2 3 4 0,54 0,56 0,68 1,32 1,04 1,19 1 /[ V ] 1/[S] y = 0,3251x + 1,2566 R² = 0,8646 0 1 2 3 4 0,45 0,58 0,68 1,16 1,10 0,98 1 /[ V ] 1/[S]
Gambar 7. Hubungan antara 1/[S] vs 1/V pada bioetanol dengan variasi NPK 3%
Dari  Gambar  8  didapatkan  hasil  slop  sebesar 1,9498 dan intersep sebesar 0,9885. Berdasarkan data slop  dan  intersep  yang  didapatkan  dari  grafik  maka nilai Km sebesar 1,9724 g/mL dengan Vmaks sebesar 1,0116 g/mL.jam. Nilai Vmaks ini menunjukkan bahwa sebanyak  apapun  substrat  yang  ditambahkan  maka kecepatan reaksi tidak akan melewati nilai Vmaks.
Gambar 8. Hubungan antara 1/[S] vs 1/V pada bioetanol dengan variasi NPK 4%

## 3.4 Penetuan Efisiensi Substrat
Pati  yang  terkandung  dalam  tepung  biji  durian pada  penilitian  ini  sebesar  45,38%.  Konversi pati  biji durian  menjadi  gula  sebesar  37,8167  gram.  Efisiensi substrat  yang  diperoleh  selama  proses  fermentasi bergantung  pada  waktu  fermentasi  dan  jumlah konsumsi gula oleh S.cerevisiae . Pada proses hidrolisis semakin  lama  waktu  maka  kadar  gula  reduksi  yang didapatkan  semakin  tinggi  karena  kontak yang terjadi antara reaktan semakin lama. Kontak yang semakin  lama  akan  mengakibatkan  konversi  dari reaktan  ke  produk  semakin  besar.  Dari  konversi  gula reduksi  ini  didapatkan  maka  dapat  diketahui  gula reduksi yang bereaksi dan gula reduksi sisa.
Gambar 9. Efisiensi subsrat
Berdasarkan  Gambar  9  dapat  diketahui  bahwa efisiensi  substrat  pada  variasi  NPK  3%  memiliki persen  tertinggi  sebesar  98,71%  untuk  waktu fermentasi  120  jam.  Efisiensi  substrat  terkecil  pada variasi NPK 3% yaitu 97,73% untuk waktu fermentasi selama 48 jam. Pada sampel NPK 3% efisiensi substrat menjadi gula tidak terlalu tinggi daripada pada sampel urea 3% dan 4% hal ini dapat disebabkan karena pada saat  proses  fermentasi  gula  reduksi  yang  terbentuk selama  proses hidrolisis  dengan  cara  pemecahan  pati menjadi  gula  reduksi  tidak  terkonsumsi  sempurna sewaktu  fermentasi  berlangsung  sehingga  substrat tidak terpakai sebanyak yang lainnya.
Efisiensi  substrat  tertinggi  pada  sampel  NPK dimiliki  oleh  sampel  NPK  dengan  variasi  4%  dengan konversi  sebesar  99,16%  dari  persen  ini  diketahui jumlah  gula  reduksi  yang  bereaksi  sebesar  37,4990 gram. Adanya gula reduksi yang beraksi menandakan adanya  pemakaian  gula  selama  fermentasi  dan semakin  lama  waktu  fermentasi  maka  kadar  gula reduksi  semakin  rendah.  Perbedaan  jumlah  gula reduksi yang tersisa dan bereaksi pada masing-masing sampel  dapat  disebabkan  oleh  jenis  nutrisi  yang berbeda,  lama  waktu  fermentasi,  dan  perbedaan konsumsi  atau  pemakaian  gula  oleh Saccharomyces cerevisiae .

## 4. KESIMPULAN
Perbedaan jenis nutrien yang digunakan memiliki pengaruh  terhadap  kadar  bioetanol  yang  dihasilkan. Penambahan nutrien berupa urea menghasilkan kadar bioetanol  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan penambahan  nutrien berupa  NPK.  Kadar  bioetanol tertinggi sebesar 57,1429% dengan penambahan urea 3%.  Semakin  lama  waktu  fermentasi  maka  kadar bioetanol  yang  dihasilkan  cenderung  semakin  tinggi, akan  tetapi  ketika  fermentasi  telah  mencapai  waktu optimum  maka  kadar  etanol  untuk  waktu  fermentasi berikutnya cenderung menurun. Semakin lama waktu proses  fermentasi  maka  efisiensi  substrat  akan semakin  tinggi.  Efisiensi  substrat  tertinggi  pada penelitian  ini  sebesar  99,24%.  Kadar  gula  reduksi akan  menurun  seiring  dengan  bertambahnya  waktu
y = 0,2848x + 1,8741
R² = 0,7376 0 1 2 3 4 5 0,44 0,51 0,68 0,78 0,65 0,72 1 /[ V ] 1/[S] y = 0,3242x + 1,5581 R² = 0,8328 0 1 2 3 4 0,53 0,70 0,76 1,02 1,19 1,04 1 /[ V ] 1/[S] 96 97 98 99 100 48 72 96 120 144 168 Ef isi en si S u b st ra t ( % ) Waktu Urea 3% Urea 4% NPK 3% NPK 4%
fermentasi.  Kadar  gula  reduksi  terendah  pada penelitian  ini  sebesar  0,76%.  Semakin  tinggi  kadar bioetanol  yang  dihasilkan  maka  kecepatan  reaksi maksimum  akan  semakin  tinggi.  Urea  3%  yang menghasilkan  kadar  bioetanol  tertinggi  dengan  nilai Km  sebesar  1,9752  g/mL  dengan  Vmaks  sebesar 1,2397 g/mL.jam.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Arnata,  I.,  &  Anggreni,  A.  D.  (2013).  Rekayasa Bioproses  Produksi  Bioetanol  dari  Ubi  Kayu dengan  Teknik  Ko-Kultur  Ragi  Tape  dan Saccharomyces cerevisiae. Agrointek, 7(1), 21-28. Akhir,  Y.  M.,  Chairul,  C.,  &  Drastinawati,  D.  (2015).
Pembuatan  Bioetanol  dari  Fermentasi  Nira  Aren (Arenga Pinnata) Menggunakan Yeast
Saccharomyces  Cerevisiae  dengan  Pengaruh Variasi Konsentrasi Nutrisi dan Waktu Fermentasi (Skripsi, Riau University).
Balat,  M.,  Balat,  H.,  &  Öz,  C.  (2008).  Progress  in Bioethanol  Processing.  Progress  in  energy  and combustion science, 34(5), 551-573.
Brown,  M.  J.  (1997).  Durio,  A  Bibliographic  Review. Bioversity International.
Cornelia,  M.,  Syarief,  R.,  Effendi,  H.,  &  Nurtama,  B. (2013).  Pemanfaatan  Pati  Biji  Durian  (Durio Zibethinus  Murr.)  dan  Pati  Sagu  (Metroxylon  Sp.) dalam  Pembuatan  Bioplastik.  Jurnal  Kimia  dan Kemasan, 35(1), 20-29.
Fatimah,  Febrina,  L.  G.,  &  Lina,  R.  G.  (2013).  Kinetika Reaksi Fermentasi Alkohol dari Buah Salak. Jurnal Teknik Kimia USU. 35, 1-5.
Gavahian,  M.,  Munekata,  P.  E.,  Eş,  I.,  Lorenzo,  J.  M., Khaneghah,  A.  M.,  &  Barba,  F.  J.  (2019).  Emerging Techniques  in  Bioethanol  Production:  from Distillation to Waste Valorization. Green chemistry, 21(6), 1171-1185.
Groggins,  P.H.  (1992).  Unit  Process  in  Organic Synthesis. New York: Mc Graw Hill Book Company. Turnip,  A.,  &  Dahlan,  M.  H.  (2012).  Pengaruh  Massa Ragi,  Jenis  Ragi,  dan  Waktu  Fermentasi  pada Bioetanol  dari  Biji  Durian.  Jurnal  Teknik  Kimia Universitas Sriwijaya, 18(2), 43-51.
Khaidir,  K.  (2016).  Pengolahan  Limbah  Pertanian Sebagai  Bahan  Bakar  Alternatif.  AGRIUM,  13(2), 63-68..
Murniati, M., Handayani, S. S., & Risfianty, D. K. (2018).
Bioetanol  dari  Limbah  Biji  Durian  (Durio zibethinus). Jurnal Pijar MIPA, 13(2), 155-159.. Nurfiana, F., Mukaromah, U., Jeannisa, V. C., & Putra, S. (2009, November). Pembuatan Bioethanol dari Biji Durian  Sebagai  Sumber  Energi  Alternatif.  In Seminar  Nasional  V  SDM  Teknologi  Nuklir. Yogyakarta: STTN-BATAN.
Putra, I. N. W., Kusuma, I. G. B. W., & Winaya, I. N. S. (2011).  Proses  Treatment  Dengan  Menggunakan NaOCl  dan  H 2 SO 4 untuk  Mempercepat  Pembuatan
Bioetanol  dari  Limbah  Rumput  Laut  E.  cottonii. Journal Ilmiah Teknik Mesin, 5(1), 64-68.
Oktaniya, O., Restuhadi, F., & Rahmayuni, R. Hubungan antara  Kadar  Etanol,  Kadar  Gula  Reduksi  dan Jumlah  Sel  dalam  Produksi  Bioetanol  dari Fermentasi Air Kelapa dengan Penambahan Pupuk NPK. Jurnal Sagu, 16(1), 28-34.
Osvaldo, Z. S., Putra, P., & Faizal, M. (2012). Pengaruh Konsentrasi  Asam  dan  Waktu  pada  Proses Hidrolisis  dan  Fermentasi  Pembuatan  Bioetanol dari Alang-Alang. Jurnal Teknik Kimia, 18(2).
Prasetyo, E. (2011). Sintesis Bioetanol dari Limbah Biji Durian (Durio zibethinus) dengan Variasi pH pada Proses  Fermentasi  (Skripsi,  Universitas  Negeri Semarang).
Parhan,  A.  (2014).  Rancang  Bangun  Alat  Destilasi  Oli Bekas  (Proses  Pembuatan)  (Skripsi,  Politeknik Negeri Sriwijaya).
Putri,  S.  A.,  Restuhadi,  F.,  &  Rahmayuni.  (2016). Relationship  between  the  Reduction  of  Sugar Levels,  the  Number  of  Cells  Microbes  and  Ethanol Production  in  Bioethanol  Fermentation  from Coconut  Water  with  Addition of  Urea. JomFaperta. 3(2), 1-8.
Rahayu,  et  al..  1992.  Fermentasi.  (Online). (http://repository.ipb.ac.id/bitstream/)  (diakses pada 16 September 2019).
Rahmah, Y., & Bahri, S. (2015). Fermentasi Nira Nipah Menjadi  Bioetanol  Menggunakan  Saccharomyces Cerevisiae  dengan  Penambahan  Urea  Sebagai Sumber Nitrogen (Skripsi, Riau University).
Riadi,  L.  (2007).  Teknologi  Fermentasi  Edisi  1. Yogyakarta: Graha Ilmu.
Morais,  R.  R.,  Pascoal,  A.  M.,  Pereira-Júnior,  M.  A., Batista,  K.  A.,  Rodriguez,  A.  G.,  &  Fernandes,  K.  F. (2019).  Bioethanol  Production  from  Solanum Lycocarpum  Starch:  A  Sustainable  Non-Food Energy  Source  for  Biofuels.  Renewable  Energy, 140, 361-366.
Rukmana.  (1996).  Komparasi  Uji  Karbohidrat  pada Produk  Olahan  Makanan  dari  Tepung  Biji  Durian (Skripsi, Jurusan Kimia, Universitas Sumatera Utara)
Sarkar,  N.,  Ghosh,  S.  K.,  Bannerjee,  S.,  &  Aikat,  K. (2012).  Bioethanol  Production  from  Agricultural Wastes:  An  Overview.  Renewable  Energy,  37(1), 19-27.
Soebagio,  Budiasih,  E.,  Ibnu,  M.  S.,  Widarti,  H.  R.,  & Munzil. (2005). Kimia Analitik II. Malang: UM Press. Sutikno,  S.,  Marniza,  M.,  &  Yanti,  M.  F.  (2017).
Pengaruh Perlakuan Awal Basa dan Asam terhadap Kadar  Gula  Reduksi  Tandan  Kosong  Kelapa  Sawit [The  Effect  of  Alkali  and  Acid  Pretreatment  on Reduced  Sugar  of  Empty  Palm  Fruit  Bunches]. Jurnal Teknologi & Industri Hasil Pertanian, 20(1), 1-10.
Syukri.  (2007).  Kimia  Dasar  2.  Bandung:  Institut Teknologi Bandung.
Wahyudi,  J.,  A  Wibowo,  W.,  A  Rais,  Y.,  & Kusumawardani,  A.  (2011,  February).  Pengaruh Suhu  Terhadap  Kadar  Glukosa  Terbentuk  dan Konstanta  Kecepatan  Reaksi  pada  Hidrolisa  Kulit Pisang.  In  Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik Kimia “Kejuangan” 201 1.