• KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING


  •   
  • FileName: A420050026.pdf [read-online]
    • Abstract: KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERINGDIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI DANH2SO4 PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDASKRIPSIUntuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Mencapai Derajat Sarjana S-1

Download the ebook

KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING
DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI DAN
H2SO4 PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA
SKRIPSI
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Mencapai Derajat Sarjana S-1
Pendidikan Biologi
Disusun Oleh :
Septina Dwi Prasetyana
A. 420.050.026
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2009
PERSETUJUAN
KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING
DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI
DAN H2SO4 PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA
Yang dipersiapkan dan disusun oleh :
SEPTINA DWI PRASETYANA
A. 420050026
Disetujui untuk dipergunakan dihadapan
Dewan Penguji Skripsi S1
Pembimbing I Pembimbing II
Dra. Hj. Suparti, M.Si. Dra. Hj. Aminah Asngad, M.Si.
NIP : 131683035 NIK : 227
PENGESAHAN
KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING
DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI
DAN H2SO4 PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA
Yang dipersiapkan dan disusun oleh :
SEPTINA DWI PRASETYANA
A. 420050026
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
Pada tanggal : 9 Juni 2009
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Dewan Penguji
1. Dra. Hj. Suparti, M.Si ( )
2. Dra. Hj. Aminah Asngad, M.Si ( )
3. Mukhlissul Faatih, S.Si, M. Biotech ( )
Surakarta, Juni 2009
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
Dekan
Drs. H. Sofyan Anif, M.Si.
NIK : 547
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan S1 suatu perguruan tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam
naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila ternyata kelak di kemudian hari terbukti ada ketidakbenaran dalam
pernyataan saya di atas, maka saya akan bertanggung jawab.
Surakarta, Juni 2009
SEPTINA DWI PRASETYANA
A. 420 050 026
MOTTO
Janganlah meremehkan suatu kebaikan, walau sekedar menghadapi teman dengan muka
yang manis.
( Nabi Muhammad SAW )
Carilah duniamu seakan-akan kamu akan hidup terus,
tapi beramallah untuk akhiratmu seolah-olah besok pagi kamu akan mati
( Penulis )
Tetaplah bersyukur dalam keadaan apapun dan dengan apa yang kamu miliki sekarang
karena Allah SWT tahu apa sesungguhnya yang terbaik untuk kita.
( Penulis )
PERSEMBAHAN
Kupanjatkan puji syukur kepada Allah SWT atas rahmadNya hingga terselesainya
skripsi ini dan kupersembahkan karya sederhana ini, untuk :
Bapak dan ibuku tercinta yang selalu setia mendoakan dan memberi dorongan
motivasi kepadaku.
Adikku (Sevian), kakakku (Agustin – Eddy) dan keponakanku (dhek Hana)
tersayang yang turut memberikan doa dan semangat hingga skripsi ini selesai.
Teman-temanku team Bioetanol (Ilma, Triya, Mus, Rina, Nurul, Umi, Phe,
Linda, Tatik) terima kasih atas kerjasama dan kebersamaannya.
Sahabat sejatiku (Fitri, Danang HS, Heni dan A. Maryanto) yang turut
memberikan doa dan motivasi kepadaku.
Almamater tercinta.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulit panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmad dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan naskah
skripsi ini tepat pada waktunya. Juga tidak lupa sholawat serta salam senantiasa
kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat-sahabatnya.
Naskah skripsi yang berjudul ”KUALITAS BIOETANOL LIMBAH
TAPIOKA PADAT KERING DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN
PENAMBAHAN RAGI DAN H2SO4 PADA LAMA FERMENTASI YANG
BERBEDA” ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan sebagai
syarat dalam memperoleh derajat Sarjana Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
pada Jurusan Pendidikan Biologi Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Selama penelitian dan penyusunan naskah skripsi, penulis mendapatkan
banyak bimbingan dan petunjuk serta nasehat dari berbagai pihak, oleh karena itu
pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Bapak dan ibuku tercinta yang selalu setia mendoakan, memberikan motivasi dan
membiayaiku hingga terselesainya skripsi ini.
2. Dra. Hj. Suparti, M.Si., selaku Pembimbing I atas segala bimbingan, pengarahan,
dorongan dan masukan yang telah diberikan dengan segenap kebesaran hati sejak
penyusunan proposal, awal penelitian hingga selesainya penyusunan naskah ini.
3. Dra. Hj. Aminah Asngad, M.Si., selaku pembimbing II yang telah memberikan
petunjuk, bimbingan serta pengarahan dari awal sampai akhir.
4. Dra. Hj. Tuti Rahayu, M.Pd, selaku pembimbing akademik dan bapak ibu dosen
yang senantiasa memberikan bimbingan serta kritikan yang senantiasa memacu
semangat penulis untuk menyelesaikan studi di Fakultas Keguruan dan Ilmu
Pendidikan Jurusan Biologi.
5. Ibu Siti Mardiyah, selaku Laboran Laboratorium Kimia Fakultas Ilmu Kesehatan
yang telah membantu dalam melaksanakan penelitian.
6. Kakakku (Agustin), adikku (Sevian), yang senantiasa memberikan kasih sayang
dan doanya.
7. Teman-teman team Bioetanol dan angkatan 2005.
8. Sahabat-sahabat yang tidak dapat penulis sebutkan semua disini karena suatu hal.
9. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat penulis sebutkan
satu persatu.
Dalam penyusunan skripsi ini, masih jauh dari kesempurnaan, sehingga
penulis harapkan segala kritik dan saran yang membangun. Semoga karya sederhana
ini bermanfaat bagi dunia pendidikan dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.
Surakarta, Mei 2009
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ iii
HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iv
HALAMAN MOTTO ....................................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii
ABSTRAK ................................................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................... 1
A. Latar Belakang Masalah ...................................................... 1
B. Pembatasan Masalah ........................................................... 5
C. Perumusan Masalah ............................................................. 5
D. Tujuan Penelitian ................................................................. 6
E. Manfaat Penelitian .............................................................. 6
BAB II. LANDASAN TEORI ............................................................... 7
A. Tinjauan Pustaka ................................................................. 7
1. Umbi Ketela Pohon ....................................................... 7
2. Industri Tapioka ............................................................. 7
3. Karbohidrat ................................................................... 18
4. Glukosa .......................................................................... 19
5. Fermentasi ...................................................................... 19
6. Saccharamyces cerevisieae............................................ 20
7. Asam Sulfat.................................................................... 21
8. Etanol ............................................................................. 22
B. Kerangka Pemikiran ............................................................ 23
C. Hipotesis............................................................................... 23
BAB III. METODE PENELITIAN.......................................................... 24
A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................ 25
B. Alat dan Bahan ................................................................... 25
C. Prosedur Penelitian ............................................................. 25
1. Pembuatan Fermentasi ................................................. 25
2. Destilasi Alkohol........................................................... 26
3. Analisis Kadar Alkohol................................................. 26
D. Rancangan Percobaan ........................................................ 27
E. Teknik Pengumpulan Data ................................................. 28
F. Analisis Data ...................................................................... 29
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................ 33
A. Hasil ..................................................................................... 33
B. Pembahasan.......................................................................... 34
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 38
A. Kesimpulan .......................................................................... 38
B. Saran..................................................................................... 38
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1. Kombinasi perlakuan pada limbah tapioka padat kering
dihaluskan ............................................................................................. 27
3.2. Data Perlakuan Kadar Alkohol ( % ) .................................................... 28
4.1. Data Pengamatan Kadar Alkohol Limbah Tapioka Padat
Kering Dihaluskan Dengan Penambahan Ragi dan H2SO4
Pada Lama Fermentasi yang Berbeda ................................................... 33
4.2. Hasil Uji Anava Dua Jalur Kualitas Bioetanol Limbah
Tapioka Padat Kering Dihaluskan Dengan Penambahan Ragi
dan H2SO4 Pada Lama Fermentasi yang Berbeda ................................. 34
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Diagram Alir Tahapan Proses Pengolahan Tapioka ............................. 10
2.2. Urutan Proses Pengeringan Tapioka ..................................................... 16
3.1. Kerangka Pemikiran ............................................................................. 23
4.1. Histogram Kadar Alkohol Limbah Tapioka Padat Kering
Dihaluskan Dengan Penambahan Ragi dan H2SO4
Pada Lama Fermentasi yang Berbeda .................................................. 35
DAFTAR LAMPIRAN
1. Anava Dua Jalur untuk Kadar Alkohol
2. Foto-foto Hasil Penelitian
3. Daftar Nilai Baku F pada Taraf Kritis 5 dan 1 % untuk Analisis Sidik Ragam
(Analysis of Variance)
4. Daftar Nilai Baku P (Significant Studentized Ranges (R) X Q Pada Taraf Kritis 5
dan 1 Persen untuk Uji Jarak Nyata Duncan
5. Surat Keterangan
KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING
DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI DAN H2SO4
PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA
SEPTINA DWI PRASETYANA, A 420 050 026, PROGRAM STUDI
PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN, UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
SURAKARTA, 2009, 38 HALAMAN
ABSTRAK
Indonesia sebagai negara berkembang dengan jumlah penduduk sekitar dua
ratus juta jiwa menghadapi masalah energi yang cukup mendasar , sebagai contoh
minyak bumi. Sehingga bioetanol sebagai energi alternatif. Tumbuhan yang potensial
untuk menghasilkan bioetanol adalah ketela pohon, tebu, jagung. Indonesia
merupakan sentra tanaman pangan terutama Manihot utilissima pohl sebagai bahan
baku pembuatan tepung tapioka.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar
bioetanol hasil fermentasi limbah tapioka padat kering dihaluskan dengan
penambahan ragi dan H2SO4. Bioetanol ini merupakan salah satu alternatif energi di
Indonesia. Pembuatan bioetanol menggunakan limbah tapioka padat kering
dihaluskan diproses dengan cara fermentasi dan destilasi sehingga menghasilkan
bahan bakar yang berupa bioetanol.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Fakultas Ilmu Pendidikan UNS
dan Laboratorium Kima Fakultas Ilmu Kesehatan UMS pada bulan Desember 2008-
Januari 2009. Metode yang digunakan adalah metode eksperimen dengan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial yang terdiri dari 2
faktor yaitu waktu fermentasi (W) dan dosis ragi (D). Analisis data yang digunakan
adalah Anava dua jalur dan Uji DMRT (Duncan’s Multiple Range Test). Dari
penelitian tersebut diperoleh hasil yaitu kadar alkohol tertinggi 14,43% pada W2D3
(7 hari/75 gr),sedangkan kadar alkohol terendah 3,70% pada W3D1 (9hari/25 gr).
Berdasarkan hasil analisis data dapat diperoleh bahwa limbah tapioka padat kering
dihaluskan mempunyai kadar alkohol tertinggi pada W2D3 dengan waktu fermentasi
7 hari dan dosis ragi 75 gr.
Kata kunci: fermentasi, limbah tapioka, kadar alkohol.
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Indonesia sebagai negara berkembang dengan jumlah penduduk sekitar
dua ratus jiwa menghadapi masalah energi yang cukup mendasar. Sebagai
contoh, terjadinya penurunan produksi minyak bumi Indonesia perhari. Disisi
lain kebutuhan masyarakat terhadap minyak bumi semakin tinggi. Sehingga
bioetanol sebagai bentuk energi alternatif. Tumbuhan yang potensial untuk
menghasilkan bioetanol adalah tanaman yang mempunyai karbohidrat tinggi,
misalnya : ketela pohon, tebu, jagung, jerami.
Industri tapioka merupakan salah satu industri pertanian (agroindustri)
yang cukup banyak terdapat di Indonesia, salah satunya di Kabupaten
Sukoharjo. Merupakan daerah sentra tanaman pangan terutama ketela pohon
(Manihot utilissima pohl) sebagai bahan baku pembuatan tepung tapioka.
Untuk menopang ketersediaan bahan pangan yang melimpah tersebut, di
Kecamatan Polokarto ada sebuah pabrik yaitu industri pengolahan tepung
tapioka. Industri tersebut menampung bahan baku yang berasal dari para
petani di daerah Polokarto berkapasitas antara 2-5 ton per hari.
Industri pengolahan tepung tapioka ini mempunyai efek samping berupa
limbah padat dan cair. Limbah industri tapioka termasuk limbah organik, karena
ditimbulkan sebagai sisa dari pengolahan ketela pohon yang merupakan salah
satu bahan organik. Onggok diperoleh dari proses pemarutan dan pengepresan,
apabila tidak ditangani dengan seksama onggok dapat menimbulkan potensi
besar mencemari lingkungan. Sebagian besar industri topioka berlokasi dekat
pemukiman penduduk padat dan ditepi sungai sehingga onggok yang dibuang
disekitar lokasi industri akan berakibat fatal bagi lingkungan dan makhluk hidup
yang mendiami daerah sekitar.
Proses pengolahan singkong menjadi tepung tapioka, menghasilkan
limbah sekitar 2/3 bagian atau sekitar 75% dari bahan mentahnya, limbah ini
biasa disebut onggok. Warga sekitar pabrik tapioka PT. Sukoharjo Makmur
Abadi, Polokarto sudah sangat akrab dengan onggok. Dalam keadaan kering
onggok mengeluarkan bau tidak sedap, apalagi dalam keadaan basah saat musim
hujan. Bau tidak sedap ini muncul akibat terjadinya proses pembusukan onggok
yang sangat cepat. Meskipun merupakan limbah tetapi kandungan karbohidrat
onggok masih tinggi yaitu mencapai 63%-68%, sementara kadar airnya 20%.
Tingginya kandungan karbohidrat dan kadar air inilah yang mempermudah
akitifitas mikroba pengurai. Proses penguraian bisa bersifat aerob (membutuhkan
oksigen) dan bisa pula bersifat anaerob (tidak membutuhkan oksigen). Dalam
proses penguraian ini dihasilkan bau berupa H2S dan NH3 serta berbagai gas
berbau menyengat lainnya. Meskipun disimpan dalam tempat khusus, bau tidak
sedap ini tetap sulit dicegah penyebarannya.
Limbah padat industri tapioka masih mengandung pati cukup tinggi yaitu
63%. Badan penelitian dan pengkajian teknologi Indonesia bahwa kandungan
patu pada ampas tapioka sebesar 67,8%, analisis kandungan onggok kering yaitu
karbohidrat sebesar 68%, protein sebesar 1,57%, lemak sebesar 0,26%, serat
kasar sebesar 10% dan kadar air 20% (Winarno, 1988).
Karbohidrat merupakan sumber energi utama manusia. Kabohidrat yang
kita makan adalah tepung atau pati yang ada dalam gandum, jagung, beras,
kentang, padi-padian dan juga umbi ketela pohon (Fessenden, 1997). Glukosa
suatu gula monokarida merupakan salah satu karbohidrat penting yang digunakan
sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan.
Upaya minimalisasi limbah dari proses pembuatan tepung singkong salah
satunya dengan memanfaatkan kembali limbah. Teknologi biokonversi merupakan
konversi bahan secara enzimatik melalui fermentasi yang dapat dimanfaatkan
untuk meningkatkan nilai onggok. Dalam hal tersebut, fermentasi merupakan
proses perubahan-perubahan kimia dalam suatu substrat organik yang berlangsung
karena aksi katalisator biokimiawi yaitu enzim yang dihasilkan oleh mikroba hidup
tertentu. Pada proses ini, Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme aerob.
Organisme ini mempunyai ciri-ciri yaitu sel-selnya bundar, lonjong, memanjang
dan menghasilkan pseudomiselium (Pelczar dan Chan, 1988).
Bioetanol merupakan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber
karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme (Anonim, 2008).
Asam sulfat sangat penting dalam industri dan dibuat dalam jumlah yang
lebih besar daripada asam lain. Asam sulfat adalah cairan yang tidak berwarna
seperti minyak dan higroskopik dengan berat jenuh 1,838 gr/mL (Setiono dan
Pudjaatmaka, 1985).
Pada dasarnya untuk menunjang pembangunan yang berwawasan
lingkungan, semua industri tapioka diharuskan menyusun dokumen penyajian
evaluasi lingkungan (PEL), sesuai keputusan menteri lingkungan hidup No.
51/MENKLH/6/1987 tentang pedoman teknis penyusunan amdal. Sehingga
belum dapat beroperasi optimal dan cenderung berpotensi menimbulkan
pencemaran lingkungan.
Perbedaan waktu fermentasi dan dosis ragi berpengaruh terhadap kadar
alkohol sari umbi ketela pohon. Kadar alkohol tertinggi sebesar 51%, yaitu
pada lama fermentasi 15 hari dan dosis ragi 8 gr. Sedangkan kadar alkohol
terendah adalah 14,303% pada lama fermentasi 9 hari dan dosis ragi 2 gr.
(Sugiarti, 2007). Hasil penelitian Indah (2007), tentang pengaruh waktu
fermentasi dan dosis ragi terhadap kadar alkohol hasil fermentasi ampas umbi
ketela karet (Manihot glaziovii muell), menunjukkan bahwa kadar alkohol
tertinggi pada waktu fermentasi selama 18 hari dan dosis ragi 11 gr dengan kadar
alkohol mencapai 13,8%, sedangkan kadar alkohol terendah adalah 5,933 % pada
waktu fermentasi 12 hari dengan dosis ragi 5 gr.
Berdasarkan hasil penelitian Tatik (2008), kadar bioetanol pada tepung
umbi ketela pohon dengan penambahan H2SO4 yang tinggi adalah pada waktu
fermentasi 7 hari dengan dosis ragi 100 gr yaitu 30,60%, sedangkan kadar
bioetanol terendah adalah waktu fermentasi 7 hari dengan dosis ragi 50gr yaitu
13,13%.
Berdasarkan latar belakang dan hasil penelitian tersebut akan sangat
menguntungkan jika dapat memanfaatkan tepung umbi ketela pohon sebagai
bahan alternatif dalam pembuatan alkohol karena limbah tapioka mengandung
karbohidrat. Sehingga diadakan penelitian lebih lanjut dengan judul
“KUALITAS BIOETANOL LIMBAH TAPIOKA PADAT KERING
DIHALUSKAN (TEPUNG) DENGAN PENAMBAHAN RAGI DAN H2SO4
PADA LAMA FERMENTASI YANG BERBEDA”.
B. Pembatasan Masalah
Untuk menghindari meluasnya suatu permasalahan penelitian, maka perlu
ada pembatasan masalah. Adapun batasan-batasan masalah adalah :
1. Subyek dalam penelitian ini adalah waktu fermentasi (5 hari, 7 hari dan 9hari)
dosis ragi (25gr, 50gr, 75gr) dan H2 SO4 (20ml)
2. Obyek dalam penelitian ini adalah kadar alkohol pada fermentasi limbah
tapioka padat kering dihaluskan.
3. Parameter penelitian adalah kadar alkohol.
C. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan pembatasan diatas, maka perumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh waktu fermentasi dan dosis ragi dengan penambahan
H2SO4 terhadap kadar alkohol pada fermentasi limbah tapioka padat kering
dihaluskan ?
2. Berapakah kadar alkohol optimom yang dapat diperoleh dari hasil waktu
fermentasi dan dosis ragi dengan penambahan H2SO4 terhadap fermentasi
limbah tapioka padat kering dihaluskan ?
D. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pengaruh waktu fermentasi, dosis ragi dengan penambahan
H2SO4 terhadap kadar alkohol pada fermentasi limbah tapioka padat kering
dihaluskan.
2. Mengetahui waktu fermentasi, dosis ragi dan H2SO4 yang efektif untuk
mendapatkan kadar alkohol yang optimum.
E. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah adalah :
1. Memberikan informasi mengenai keefektifan perbandingan waktu fermentasi,
dosis ragi dan H2SO4 yang dapat digunakan untuk memperoleh kadar alkohol
pada fermentasi ampas umbi ketela pohon yang optimum.
2. Dapat menambah pengetahuan penelitian terutama dalam pengemabangan
teknologi pengolahan limbah tapioka padat kering dihaluskan.
3. Diharapkan dengan penelitian ini, pengelola industri pengolahan tepung
tapioka dapat mengelola limbahnya agar tidak berbahaya bagi lingkungan.
4. Bagi peneliti sebagai dasar untuk penelitian lebih lanjut.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Umbi Ketela Pohon
Ketela pohon disebut pula ubi kayu, casava singkong. Ketela pohon
merupakan salah satu tanaman penghasil makanan. Di Indonesia tanaman ini
tersebar luas dan tumbuh di pulau Jawa, Madura dan Sumatra. Singkong di
Indonesia menduduki urutan ke III diantara empat produksi pangan yang
utama antara lain : padi, jagung, singkong dan ubi jalar. Klasifikasi ketela
pohon yaitu sebagai berikut :
Divisio : Spermatophyta
Sub divisio : Angiospermae
Classis : Dicotyledoneae
Ordo : Euphorbiales
Famili : Euphorbiaceae
Genus : Manihot
Species : Manihot utilissima pohl (Steenis, 2005)
2. Industri Tapioka
a. Bahan Baku Produksi Tapioka
Proses pembuatan tapioka di PT Sukoharjo Makmur Abadi
membutuhkan bahan baku singkong yang cukup banyak. Bahan baku
singkong dari berbagai daerah seperti kabupaten Boyolali, Sukoharjo,
Sragen, dan Karanganyar. Bahan baku singkong yang diterima hanya
diharapkan dari pedagang-pedagang singkong yang sudah ada, maka
terkadang terjadi kekosongan proses produksi 1-2 hari apabila bahan baku
singkong yang ada habis diolah (Susanto, 2000).
b. Produk Tapioka
Tapioka adalah pati yang diperoleh dari umbi tanaman ubi kayu
(Manihot utilissima). Dalam perdagangan lebih dikenal sebagai “tapioca
Flour” atau tepung tapioka. Nama lain dari tapioka adalah pati kanji, pati
ubi kayu, pati cassava, pati singkong, pati pohong sesuai dengan sebutan
untuk ubi kayu dibeberapa daerah. Pati merupakan polisakarida yang
tersusun oleh molekul glukoza yang terdiri dari molekul amilosa dan
amilopektin. Seperti pati antara lain berbentuk makromolekul, tidak
bermuatan, berbentuk granula yang padat dan tidak larut dalam air dingin.
Jika dipanaskan akan mengalami gelatinasi dalam keadaan kering
berwarna putih dan dalam bentuk gelatin berwarna opak
(Mulyoharjo,1987).
c. Tahap-tahap produksi
Proses pengolahan tapioka di PT Sukoharjo Makmur Abadi,
Sukoharjo sudah menerapkan pengolahan secara mekanis dengan
menggunakan tenaga listrik dan generator set sebagai sumber tenaga
pendukung untuk pengolahan. Pada prinsipnya peoses pembuatan tapioka
di pabrik tersebut tidak jauh berbeda dengan pembuatan tapioka pada
umumnya. Prinsip dasar pembuatan tapioka adalah sebagai berikut:
1) Penghancuran sel-sel dan pemisahan butiran-butiran pati dari benda
lain yang tidak larut. Fase ini meliputi: pengupasan, pencucian umbi
dan pemarutan.
2) Pemisahan susu pati dari air dengan penyaringan menggunakan kain
saring atau kawat kasa halus.
3) Pengurangan sebagian besar air yang terkandung pada pati basah
4) Penggilingan pati yang masih kasar kemudian dilakukan pengayakan.
Pembuatan tapioka tersebut didukung peralatan yang modern
sehingga pekerja hanya bekerja sebagai operator saja, semua proses
dikendalikan melalui sistem “remote panel control.” Proses pengolahan
tapioka di PT. Sukoharjo Makmur Abadi melalui beberapa tahapan proses
seperti yang dapat dilihat pada gambar 1:
Singkong
Pengupasan
Pencucian Ampas
Pengambilan air
Pemotongan
(press pulp)
Air sisa
Air Sisa Pemarutan
Pelarut
Bubur Singkong Ampas Basah
Ekstraksi Belerang
Susu Pati Encer
Pemurnian
Susu Pati Pekat
Pengendapan
Pati Basah
Pengeringan
200 – 2300C
Pengayakan 80 mesh
Pengemasan
Tapioka
Gambar 2.1 : Diagram Alir Tahapan Proses Pengolahan Tapioka
(Sumber PT. Sukoharjo Makmur Abadi)
Diagram alir proses pembuatan pati tapioka akan diuraikan lebih
lanjut dibawah ini :
1) Pengupasan
Bahan baku singkong yang telah dibongkar dari muatan kendaraan
pengangkut, kemudian dimasukkan ke dalam happer yang berkapasitas
sekitar 4 m dengan excavator sebagai tempat penampungan sementara
singkong-singkong yang akan diproses lebih lanjut. Dari happer singkong
dibawa naik dengan menggunakan konveyor menuju mesin pengupas
(root peller). Pada mesin pengupas ini kulit ari atau kulit luar singkong
dikupas dan dibersihkan dari kotoran-kotoran yang menempel pada
permukaan singkong seperti tanah, batu-batuan kecil, plastik dan kotoran
lainnya dengan cara diputar secara terus-menerus.
2) Pencucian
Singkong yang telah bersih dari kulit ari maupun kotoran,
kemudian dicuci dengan menggunakan air yang disemprotkan sehingga
menimbulkan tekanan terhadap singkong-singkong tersebut sambil
diputar oleh pedal (peddle) pada mesin pencuci (root washer). Proses
pencucian ini berlangsung melalui 3 tahapan yang berulang secara
berturut-turut dan diharapkan singkong akhirnya akan benar-benar dalam
keadaan bersih.
3) Sortasi
Proses sortasi dilakukan saat singkong dibawa oleh konvesor
menuju root chapper yang dikerjakan oleh pekerja secara manual dengan
mengambil dan memotong bagian pangkal singkong yang keras
(benggol), kayu-kayu yang terikut serta mengambil benda-benda keras
seperti batu-batuan kecil yang terkadang masih sering ikut terbawa.
Bagian pangkal singkong dan benda-benda keras ini adalah faktor yang
menyebabkan mesin pemotong atau mesin pemarut sering rusak ataupun
tumpul.
4) Pemotongan
Tahapan selanjutnya, singkong yang telah disortasi diangkut
dengan konveyor menuju mesin pemotong (root chapper). Pada proses ini
singkong dipotong menjadi bagian yang kecil-kecil yang siap diparut.
5) Pemarutan
Singkong yang telah dipotong kecil-kecil turun kebawah menuju
mesin pemarut (roor rasper) yang terletak dibawah mesin pemotong,
aluran yang digunakan untuk menghubungkan antara mesin pemotong
dan mesin pemarut berupa pipa besar berbentuk segi empat yang
bercabang dua sehingga apabila terdapat gangguan berupa benda keras
atau batu yang masuk kedalam mesin pemarut dapat dikeluarkan dengan
mengambil dari salah satu pipa tersebut, tanpa harus menghentikan kerja
mesin pemarut apabila mesin ini membutuhkan waktu yang lama untuk
stabil kembali.
Proses pemarutan ini, agar dapat berlangsung secara lancar
diperlukan air sebagai bahan pembantu sehingga mempermudah serta
memaksimalkan pengambilan saripari dari hasil parutan singkong yang
berupa bubur cair, selain itu air parutan ini juga dapat berfungsi untuk
menjaga ketajaman dan keawetan dari mata pisau parutan.
6) Ekstrasi
Ekstrasi adalah proses pembuatan ekstrak pati dari bahan parutan
berupa bubur singkong menjauh ekstrak pati yang terpisah dari ampasnya.
Proses ekstraksi dilakukan dalam tiga bagian, setiap bagiannya terdapat
enam buah mesin ekstraktor ditambah enam buah pulp ekstraktor,
sehingga keseluruhannya berjumlah dua puluh empat buah. Proses
penambahan belerang terjadi didalam tahapan ekstraksi ini. Penambahan
belerang pada proses ini dimaksudkan sebagai penghambat pencoklatan
dan untuk mengawetkan pati. Mekanisme kerja belerang dalam
menghambat pencoklatan adalah Ion bisulfit bereraksi dengan enzym
dalam sel membentuk ion kompleks enzym sulfat sehingga enzym tidak
dapat mengkatalisa terjadinya reaksi pencoklatan. Sulfat menghambat
hidroksilasi oksidatif sehingga mencegah pembentukan senyawa
melanoidin (penyebab warna coklat).
Bahan bubur pati dari hasil parutan mula-mula diproses dengan
dilakukannya penyaringan dan pemisahan sari pati dari ampasnya
diekstraksi I (coarse extractor) dengan kain saring berukuran 150 mesh,
kemudian hasilnya dibawa ke ekstraktor II (fine extraktor) ini
penyaringan dilakukan dengan kain saring berukuran 200 mesh
selanjutnya hasil saringan tersebut diproses kembali ke separator I, II
untuk lebih mengentalkan bubur singkong dengan memisahkan
pelarutnya. Dari hasil olahan separator I, II kemudian dialirkan menuju
ekstraktor III (final extractor) untuk disaring dan dipisahkan kembali dari
ampasnya yang masih tersisa dengan ukuran saringan 250 mesh.
Ekstraktor III merupakan proses penyaringan terakhir, dengan hasil akhir
berupa susu pati berwarna putih.
Hasil samping (limbah padat) yang didapatkan dari proses
ekstraksi kemudian akan diolah kembali didalam bubur ekstraktor (pulp
ectractor) untuk dipisahkan antara air dengan ampas. Air yang didapatkan
akan dialirkan menuju mesin pemarut sedangkan ampasnya kemudian
akan dipress dengan mesin pengepres (pulp press) dan akan dihasilkan
hasil akhir berupa limbah padat.
7) Pemurnian (refining)
Pemisahan sari pati dari pelarutnya dilakukan dengan tujuan agar
susu pati hasil penyaringan dari ekstraktor lebih kental sehingga
kandungan pati pada susu pati tersebut lebih besar. Sebenarnya selain
terjadi pemisahan sari pati, pada proses pemurnian ini juga dilakukan
proses pembersihan terhadap susu pati yang kental dan bersih. Semakin
kental susu pati yang dihasilkan maka akan semakin banyak pati basah
yang diperoleh.
Proses pemurnian ini dilakukan oleh empat mesin separator yang
dibagi dalam dua bagian dengan perbedaan ukuran pada nozzle. Setiap
bagian terdiri dari dua mesin separaton, mesin separaton I dan II (fine
separator) melakukan proses pemisahan pati yang berasal dari hasil
penyaringan ekstraktor III (final extractor) kemudian dialirkan menuju
mesin separator III dan IV (final separator).
8) Pengendapan (de-hidrating)
Sari pati dihasilkan dari pemisahan sari pati oleh separator III, IV
yang masih berbentuk susu pati tersebut kemudian diendapkan pada
mesin centrifuge dengan perlakuan pemusingan sehingga saripati terpisah
dari seluruh pelarutnya, akhirnya yang tertinggal hanya endapan berupa
pati basah yang siap dikeringkan. Proses pengendapan ini berlangsung
sekitar empat menit untuk selanjutnya dilakukan penghamburan dengan
mengikis seluruh endapan pati basah yang menempel pada seluruh
permukaan bagian dalam mesin centrifuge.
Hasil penghamburan tersebut menghasilkan sekitar 50 kg pati
basah setiap empat menitnya. PT Sukoharjo Makmur Abadi dalam proses
pengolahannya menggunakan empat mesin centrifuge.
9) Pengeringan (drying)
Pati basah yang dihasilkan dari mesin centrifuge ditampung pada
sebuah bak penampungan. Selanjutnya pati basah tersebut kemudian akan
dikeringkan untuk mendapatkan kadar kekeringan pati yang diinginkan.
Dalam proses pengeringan tapioka ini dilakukan dengan empat alat yang
merupakan rangkaian dari alat pengeringan yaitu air heater, flash dryer,
starch feeder, oven atau air dryer, urutan proses pengeringan tapioka
dapat dilihat pada gambar 2 :
Air Heater
Bak (Hopper)
Udara Panas Pati Basah
Cerobong
Flash Dryer
Flash Dryer Starch Feeder
Pati Udara Panas
Air Dryer
Pati Kering
Gambar 2.2 Urutan Proses Pengeringan Tapioka
Sumber PT. Sukoharjo Makmur Abadi
Maksud dari bagan proses pengeringan tapioka diatas yaitu udara
panas yang diperlukan untuk proses pengeringan dihasilkan pada air
heater, selanjutnya udara panas tersebut akan dibawa oleh flash dryer
melalui cerobong air heater. Pati yang akan dikeringkan masuk ke flash
dryer dengan starch feeder sehingga udara panas dan pati basah akan
tercampur, selama pati tersebut menuju air dryer merupakan tempat
pengeringan pati yang terakhir, dalam tahapan ini pati dapat diatur tingkat
kekeringan dengan mengatur banyaknya masukan pati tiap detiknya.
10) Pengayakan dan Pengepakan (grading and packing)
Tujuan pengayakan adalah untuk memisahkan fraksi pati yang
halus dengan fraksi yang kasar, sesuai dengan tingkat kualitas yang
diharapkan. Untuk kualitas A dan B adalah 99% harus melewati saringan
140 mesh dan untuk kualitas C adalah 99% harus melalui saringan 80
mesh.
Pati yang sudah dikeringkan dalam oven tersebut masih dalam
keadaan panas sehingga diperlukan proses pendinginan terhadap pati pada
mesin pendingin (cooling syclone). Kemudian pati tersebut diayak dengan
menggunakan saringan berukuran 80 mesh supaya lebih halus dan bersih.
Sementara itu, sebelum dilakukan pengemasan diadakan pengujian
terlebih dahulu uji kontrol terhadap kualitas pati yang meliputi uji kadar
air dan uji warna.
Pengepakan dilakukan pada karung-karung yang terbuat dari
bahan plastik dengan ukuran 50 kg. setelah dilakukan pengepakan
dilanjutkan dengan sistem penggundangannya, yaitu produk tapioka yang
siap dipasarkan diatur secara bersusun diatas balok kayu untuk
menghindari kontak langsung dengan lantai sehingga kelembatan pati
tetap terjaga.
d. Limbah Industri Tapioka
Limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan tapioka termasuk
limbah biologis atau organik, karena ditimbulkan sebagai sisa dari
pengusahaan ketela pohon yang merupakan salah satu bahan biologi atau
organik, ada 3 macam limbah, yaitu limbah cair, limbah cair, limbah
padat dan limbah gas. Limbah cair industri tapioka banyak mengandung
pati terlarut, asam hidrosianat (HCN) yang mudah terurai menjadi sianida,
nitrogen, fosfor dan senyawa organik. Menurut Mahida (1995), pada
prinsipnya penangangan limbah industri pangan adalah meredoksi
kandungan bahan organik yang terlarut berdasarkan penanganan secara
fisika, kimia, biologis.
1) Limbah padat
Limbah padat terdiri dari dua jenis yaitu :
a) Limbah kulit yang didapatkan dari proses pembersihan singkong.
Adapun penanganannya dengan dijual kepada konsumen untuk
pakan ternak.
b) Limbah dari ampas atau onggok yang didapat proses pemarutan
dan pengepresan.
2) Limbah cair
Limbah cair ini dihasilkan dari proses pencucian bahan sebelum
pemarutan, air hasil kerja separator yang memisahkan pati kental dari
air pelarutnya maupun dari pembersihan peralatan. Masalah yang
ditimbulkan dari limbah cair adalah pencemaran bau dan keasaman.11
3. Karbohidrat
Karbohidrat adalah sumber energi utama manusia kebanyakan
karbohidrat yang kita makan adalah tepung/pati/


Use: 0.0628