E-book LKTIN KMTM 2020

BAB III

METODE PENULISAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

a. Tanggal : 7 – 15 Januari 2020

Tempat : 1. Perpustakaan Universitas Airlangga Kampus C

Kepentingan : 1. Pengumpulan literatur atau informasi, sumber,

jurnal, dan buku.

2. Pengambilan sampel limbah cangkang kerang

b. Tanggal ale-ale di pantai Kenjeran, Surabaya
: 16 Januari – 14 Maret 2020

Tempat : Laboratorium Fisika Material Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Airlangga

Kepentingan : Melakukan penelitian untuk mengetahui cangkang

kerang ale-ale dapat digunakan sebagai anoda

c. Tanggal baterai dan proses pembuatan baterai CK-HIDRO.
: 15 – 23 Maret 2020

Tempat : Perpustakaan Universitas Airlangga Kampus C

Kepentingan : Penyusunan Fullpaper

3.2 Metode Pengumpulan Data
Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut:
a. Metode Literatur, yaitu mencari informasi dari berbagai sumber.

Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan informasi secara lebih
mendalam tentang kandungan cangkang kerang ale-ale yang menjadi
ide atau gagasan dalam pembuatan cangkang kerang ale-ale sebagai
anoda baterai.
b. Metode Eksperimen langsung, yaitu metode yang digunakan untuk
melakukan proses pembuatan baterai dengan menggunakan cangkang
kerang ale-ale sebagai pengganti anoda atau kutup negatif.

3.3 Variabel Penelitian

14

a. Variabel Bebas

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah variasi banyaknya jumlah

cangkang kerang ale-ale yang digunakan dan volume air untuk

menguapkan cangkang kerang ale-ale. Komposisi cangkang kerang ale-

ale adalah sebagai berikut. Komposisi A = 8,6 gram dan komposisi B =

4,4 gram. Sedangkan volume air yang digunakan memiliki komposisi A

= 60 ml dan komposisi B = 20 ml.

b. Variabel Terikat

Variabel terikat dalam penelitian ini adalah tegangan listrik yang

dihasilkan dari baterai berbahan limbah cangkang kerang ale-ale.

c. Variabel Kontrol

Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah jenis cangkang kerang

dan air, proses percampuran dengan bahan lain dan lama pengadukan

bahan.

3.3 Alat dan Bahan

a. Alat :

1. Pisau : 1 buah

2. Gunting : 1 buah

3. Spatula : 1 buah

4. Gelas beker : 3 buah

5. Pipet : 3 buah

6. Mortar : 1 buah

7. Pembakar spirtus : 1 buah

8. Batang pengaduk : 1 buah

9. Kawat kasa : 3 buah

10. Kaki tiga : 1 buah

11. Rangkaian lampu : 1 buah

12. Voltmeter : 1 buah

b. Bahan :

1. Cangkang kerang ale-ale : 13 gram

2. Air : 100 ml

3. Baterai bekas : 2 buah

15

4. Busa berpori : 1 buah

3.5 Cara Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2. Membersihkan dan mengahaluskan cangkang kerang ale-ale.

3. Menyaring cangkang kerang ale-ale yang telah dihaluskan dengan

menggunakan saringan santan.

4. Mengukus cangkang kerang ale-ale yang telah dihaluskan di atas air

yang mendidih.

5. Membongkar baterai bekas dan mengganti anoda atau kutub

negatifnya dengan cangkang kerang ale-ale yang telah dihaluskan dan

direaksikan dengan uap air.

6. Menyusun baterai kembali

7. Melakukan uji coba baterai pada rangkaian listrik yang telah

disediakan dengan media lampu.

3.6. Teknik Analisis Data

Pada percobaan ini data perubahan diperoleh dari uji pada 2 jenis

yang paling optimal diberi tanda (V) sedangkan yang kurang optimal

diberi tanda (-).

Data hasil uji penelitian kemudian dilihat pada setiap kategori:

Tabel 2.1 Tabel Analisis data

Tabel 2. Volume Tegangan Nyala Hasil
Kategori Jumlah

Cangkang Air (ml) yang Lampu

Kerang Dihasilkan yang

ale-ale (Volt) Dihasilkan

(gram)

A

B

16

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
a. Penyajian Data
Karena penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah limbah
cangkang kerang ale-ale dapat dimanfaatkan sebagai pengganti anoda pada
baterai, untuk mengetahui cara membuat baterai menggunakan limbah
cangkang kerang ale-ale serta untuk mengetahui cara kerja baterai dari
bahan cangkang kerang ale-ale agar dapat diimplementasikan kepada
masyarakat.
Tabel 2.2 Rekapitulasi Hasil Penelitian

Kategori Jumlah Volume Tegangan Nyala Hasil
yang Lampu
Cangkang Air (ml) Dihasilkan yang
(Volt) Dihasilkan
Kerang
1,3
ake-ale 1,0

(gram)

A 8,6 60 Terang V
Redup -
B 4,4 20

b. Analisis Data
Berdasarkan kajian pustaka (BAB II) dapat diketahui bahwa

cangkang kerang ale-ale dapat dijadikan sebagai pengganti anoda pada
baterai karena mengandung kalsium yang elektron valensinya kecil
sehingga dapat dilepaskan kapan saja. Selain itu, kalsium juga merupakan
salah satu unsur dalam deret volta yang mudah teroksidasi. Jika kalsium
direaksikan dengan H2O (air) akan mengalami reaksi kimia sebagai berikut:
Ca(s) + 2H2O(g) → Ca(OH)2(aq) + H2(g)

Baterai cangkang kerang ale-ale terdiri dari suatu silinder seng yang
berisi pasta campuran dari CaCO3 yang telah direaksikan dengan uap air.
Pasta itu sendiri berfungsi sebagai oksidator. Reaksi rumit tersebut di
sederhanakan menjadi:
CaCO3 + H2O → Ca(OH)2 + CO2

17

Kecepatan dari proses ini mengontrol seberapa banyak elektron
yang dapat mengalir diantara kedua kutub. Elektron mengalir dari baterai
ke kabel dan tentunya bergerak dari kutub negatif ke kutub positif, tempat
dimana reaksi kimia tersebut sedang berlangsung.

Berdasarkan rekapitulasi hasil penelitian (tabel 2.2) dapat diketahui
bahwa dari kedua perlakuan, yaitu kategori A dan kategori B, yang paling
optimal adalah kategori A. Hal tersebut disebabkan karena jumlah gas H2
yang dihasilkan lebih banyak, sehingga nyala lampu menjadi lebih terang.
Berdasarkan cara pembuatan yang tidak memerlukan bahan yang susah
untuk didapatkan serta cara kerjanya yang relatif sederhana maka baterai
CK-HDRO ini sangatlah mudah untuk dapat diimplementasikan kepada
masyarakat.
c. Analisis Uji XRF

Analisis XRF dilakukan untuk mengetahui komposisi yang
terkandung di dalam serbuk cangkang ale-ale. Hasilnya menunjukkan
bahwa cangkang ale-ale mengandung kalsium (Ca) sebesar 89,89% dan
kandungan dalam bentuk oksida (CaO) sebesar 87%. Penelitian yang
dilakukan Mijan, et al (2015) menunjukkan kadar kalsium pada cangkang
ale-ale yang lebih tinggi yaitu sebesar 98,81%, sedangkan penelitian
Suratmin (2007), mengandung kadar kalsium cangkang kerang ale-ale
lebih rendah yaitu sebesar 38,87%. Perbedaan yang sangat jauh ini
disebabkan oleh keadaan sampel (usia, iklim) serta tempat pengambilan
sampel yang berbeda. Hasil analisis XRF dalam cangkang dalam bentuk
oksida sebelum kalsinasi dapat dilihat pada Tabel 2.3 dibawah ini.

Tabel 2.3 Puncak-Puncak Difraktogram Sinar- X Hap

18

Setelah proses preparasi selesai, serbuk putih yang telah diayak
tersebut dikalsinasi selama 4 jam pada temperatur 500°C. Hasil kalsinasi
pada temperatur yakni 500°C selama 4 jam, dihasilkan penyusunan bobot
yaitu sebesar 3,516% dengan warna serbuk yaitu abu tua kehitaman. Hal
ini menunjukkan bahwa kalsium karbonat (CaCO3) berhasil diekstraksi.
Serbuk yang dihasilkan selanjutnya dikarakterisasi dengan XRD yang
bertujuan untuk melihat material yang terbentuk. Hasil analisis XRD dapat
dilihat pada Gambar 3 dan puncak difaktogram pada temperatur kalsinasi
500°C dapat dilihat pada Tabel 2.4 dibawah ini.

Tabel 2.4 Puncak-Puncak Difraktogram Sinar-X Hap

Analisis difraksi sinar-x (XRD) pada Gambar 3 hasil ekstraksi
sampel cangkang ale-ale pada temperatur kalsinasi 500°C menunjukkan
hasil difraktogram secara keseluruhan dari puncak-puncak yang muncul
merupakan fase dari CaCO3 yang disesuaikan dengan data ICDD No. 01-
078-4615. Pola difraksi yang diperoleh sesuai dengan hasil penelitian yang
dilakukan oleh Mijan, et al., (2015) yaitu CaCO3 muncul pada 2θ : 29,5°,
48,3° dan 39,4°. Sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh
Charlena (2015) yaitu CaCO3 yang muncul pada 2θ : 29,39°.

CaCO3

123456

0 0 02 0 0 0
θ

Gambar 6. Hasil difraktogram XRD serbuk cangkang ale-ale setelah kalsinasi
pada temperatur 500°C

19

BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisis data yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
a. Limbah cangkang kerang ale-ale dapat dimanfaatkan sebagai pengganti
anoda pada baterai.
b. Cara membuat baterai menggunakan limbah cangkang kerang ale-ale yaitu
dengan mengganti anoda pada baterai bekas dengan bubuk cangkang kerang
ale-ale yang telah direaksikan dengan air.
c. Cara kerja baterai CK-HIDRO sama dengan baterai pada umumnya
sehingga mudah untuk diimplementasikan kepada masyarakat.
5.2 Saran
a. Kepada masyarakat, hendaknya mencoba memanfaatkan limbah cangkang
kerang ale-ale dan baterai bekas.
b. Penelitian ini merupakan penelitian awal limbah cangkang kerang ale-ale
sebagai anoda pada baterai. Semoga dapat diadakan penelitian dengan
metode-metode baru yang lebih efisien dan modern.

20

DAFTAR PUSTAKA

Asri Sawiji, dkk, 2017. Pemetaan Pemanfaatan Limbah Kerang Dengan Pendekatan
Masyarakat Berbasis Aset (Studi Kasus: Desa Nambangan Cumpat,
Surabaya). Marine Journal Vol. 3, No. 1, pp. 10-19.

Charlena.; Bambang, S. dan Lestari Puji A., 2015. Sintesis Hidroksiapatit dari
Cangkang Keong Sawah (Bellamya Javanica) dengan Metode Simultan
Presipitasi Pengadukan Berganda, Prosiding SEMIRATA 2015 Bidang MIPA
BKS-PTN Barat Universitas Tanjungpura, Pontianak Hal. 284-293

Golden Stone Indonesia, 1 Agustus 2019. 10 Kegunaan Kalsium Karbonat.
https://gosindo.co.id/2019/08/01/10-kegunaan-kalsium-karbonat/ (Diakses 5
Juni 2020)

Hariyati, dkk, 2019. Ekstraksi Kalsium Karbonat (CaCO3) Dari Bahan Dasar
Cangkang Kerang Ale-Ale (Meretrix meretrix) Pada Temperatur Kalsinasi
500 C. Jurnal Kimia Khatulistiwa, pp. 54-58.

Mijan, N. Asikin.; YH Taufiq Yap. and H.V Lee., 2015. Synthesis of Clamshell
Derived Ca(OH)2 Nano-Particles Via Simple Suractant-Hydration
Treatment. 2015. Chemical Engineering Jounal., Vol. 262 pages 1043-1051

Rumus Kimia, 14 Desember 2015. Rumus Kimia Kalsium Karbonat.
http://www.rumuskimia.net/2015/12/rumus-kimia-kalsium-karbonat.html
(Diakses 5 Juni 2020)

Simpson, C., 2011. Characteristic of Rechargeable Batteries. National
Semiconductor, pp. 1-12.

Suratmin, Satyarno I. dan Tjokrodimuljo K., 2007. Pemanfaatan Kulit Ale-Ale
Sebagai Agregat Kasar dalam Pembuatan Beton, Jurnal Forum Teknik Sipil.,
No. 17

21

Vasile, I., 2017. Characteristics Analysis of Battery Used in Equipment For
Monitoring and Remote Transmission of Vital Human Parameters. Scientific
Bulletin of The Electrical Engineering Faculty, pp. 44-47.

Wen Qi, dkk, 2017. Nanostructured Anode Materials For Lithium-Ion Batteries:
Principle, Recent Progress And Future Perspective. Journal of Materials
Chemistry A, pp. 19521-19540.

22

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Biodata Ketua Kelompok

1. Nama Lengkap : Firman Hidayat

2. Jenis Kelamin : Laki-laki

3. Fakultas/Jurusan : Fakultas Sains dan Teknologi/Fisika

4. NIM : 081911333032

5. Tempat, Tanggal Lahir : Lamongan, 29 Desember 2000

6. E-mail : [email protected]

7. Nomor Telepon/HP : 089644065730

8. Karya Ilmiah yang pernah dibuat:

 Pemanfaatan Biogas dari Eceng Gondok Sebagai Solusi Pengganti

Elpiji Alternatif Berskala Rumah Tangga

 CHIT AND CHAT: Inovasi Pemanfaatan Kitin dan Kitosan dari

Sisik Ikan Bandeng Sebagai Solusi Pengganti MSG

 KOMAGUSI: Kopi Kurma Gula Buah Trembesi sebagai Pencegah
Diabetes Mellitus Tipe 2 Inspirasi QS. Ar-Ra’d Ayat 4

9. Penghargaan Ilmiah yang pernah diraih:

 Finalis Lomba Karya Tulis Ilmiah yang diselenggarakan oleh

Universitas Hang Tuah (2017)

 Juara 3 Lomba Karya Tulis Ilmiah BSD IX yang diselenggarakan

oleh Universitas Jember (2018)

 Juara 3 Lomba Karya Tulis Ilmiah Al-Qur’an STEROID FKG yang

diselenggarakan oleh Universitas Airlangga (2019)

Surabaya, 26 Juni 2020

(Firman Hidayat)
NIM. 081911333032

23

Biodata Anggota 1 : Etik Wahyuni
: Perempuan
1. Nama Lengkap : Fakultas Sains dan Teknologi/Fisika
2. Jenis Kelamin : 081911333020
3. Fakultas/Jurusan : Tuban, 16 September 2000
4. NIM : [email protected]
5. Tempat, Tanggal Lahir : 085235334541
6. E-mail
7. Nomor Telepon/HP Surabaya, 26 Juni 2020
Anggota 1

Biodata Anggota 2 (Etik Wahyuni)
1. Nama Lengkap NIM. 081911333020
2. Jenis Kelamin
3. Fakultas/Jurusan : Sulthan Fathi Nur Alauddin
: Laki-laki
4. NIM : Fakultas Sains dan Teknologi/Teknik
Lingkungan
5. Tempat, Tanggal Lahir : 081911133070
6. E-mail
7. Nomor Telepon/HP : Situbondo, 16 Agustus 2001
: [email protected]
: 082301271901

Surabaya, 26 Juni 2020

Anggota 2

(Sulthan Fathi Nur Alauddin)
NIM. 081911133070

24

LAMPIRAN

Menimbang bubuk cangkang Mengukus bubuk cangkang
telur
telur

Menyesuaikan suhu cangkang Membongkar baterai
kerang ale-ale dengan suhu bekas
ruangan

Memasukkan cangkang kerang Melakukan uji coba baterai
ale-ale yang telah dikukus dan A dengan media lampu
disesuaikan suhunya ke dalam

baterai bekas.

25

FORMULIR PENDAFTARAN

FORMULIR PENDAFTARAN
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020

Judul Karya Tulis Ilmiah INOVASI BATERAI “CK-HIDRO”
BERBAHAN DASAR CANGKANG
KERANG ALE-ALE (Meretrix meretrix)
SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF
MASA DEPAN

Asal Institusi Universitas Airlangga
IDENTITAS KETUA TIM
Nama
Tempat, tanggal lahir Firman Hidayat
Fakultas/Program Studi Lamongan, 29 Desember 2000
NIM Fakultas Sains dan Teknologi/Fisika
No.HP 081911333032
e-mail 089644065730
[email protected]
Nama
Tempat, tanggal lahir IDENTITAS ANGGOTA TIM 1
Fakultas/Program Studi Etik Wahyuni
NIM Tuban, 16 September 2000
No.HP Fakultas Sains dan Teknologi/Fisika
e-mail 081911333020
085235334541
Nama [email protected]
Tempat, tanggal lahir
Fakultas/Program Studi IDENTITAS ANGGOTA TIM 2
Sulthan Fathi Nur Alauddin
NIM Situbondo, 16 Agustus 2001
No.HP Fakultas Sains dan Teknologi/Teknik
e-mail Lingkungan
081911133070
082301271901
[email protected]

26

i

Lingkungan
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020

FORTIFIKASI LIMBAH AIR CUCIAN BERAS MENGGUNAKAN
ACETOBACTER XYLINUM UNTUK OPTIMALISASI PEMBUATAN

NATA DE COCO

Diusulkan oleh:

(Yana Sopiana Nurfarizat , 21030118130174 ; 2018)

(Ahmad Fauzan , 21030117130116 ; 2017)

(Yasmin Nabilah , 21030118130181 ; 2018)

UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2020

ii

iii

iv

KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada Allah SWT, penulis dapat
menyelesaikan penyusunan karya tulis ilmiah yang di buat untuk berpartisipasi aktif
pada Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional 2020 yang diselenggarakan oleh
Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Atas selesainya penulisan karya tulis yang berjudul “Fortifikasi Limbah Air
Cucian Beras Menggunakan Acetobacter Xylinum untuk Optimalisasi
Pembuatan Nata De Coco”, penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada
semua pihak yang telah membimbing dan memberi petunjuk dalam
penyusunannya.
Dalam penulisan dan penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini sudah penulis
maksimalkan, namun tidak menutup kemungkinan saran dan masukan yang penulis
harapkan untuk perbaikan penulisan Karya Tulis Ilmiah kedepannya.

Semarang, 23 Juni 2020

Penulis

v

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN........................................................................... iv
LEMBAR PERNYATAAN...........................................................................v
KATA PENGANTAR.................................................................................. iv
DAFTAR ISI.................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR................................................................................... vii
DAFTAR TABEL .......................................................................................viii
ABSTRAK .................................................................................................. ix
BAB I PENDAHULUAN..............................................................................1

1.1 Latar belakang .....................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................2
1.4 Manfaat Penelitian ...............................................................................2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................3
2.1 Pengertian Beras ..................................................................................3
2.2 Air Cucian Beras..................................................................................3
2.3 Air Kelapa ...........................................................................................4
2.4 Nata.....................................................................................................5
2.5 Kandungan Gizi Nata ...........................................................................5
2.6 Acetobacter xylinum.............................................................................5
2.7 Fermentasi Nata ...................................................................................6
2.8 Standar Baku Mutu Nata ......................................................................7
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................9
3.1 Rancangan percobaan...........................................................................9
3.2 Bahan dan Alat yang digunakan.......................................................... 10
3.3 Gambar rangkaian Alat....................................................................... 11
3.4 Prosedur Percobaan............................................................................ 11
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................... 14
4.1 Pengaruh Perbandingan Air Kelapa dan Air Cucian Beras Terhadap
Ketebalan Nata ........................................................................................ 14
4.2 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Ketebalan Nata ................................. 15
4.3 Pengaruh Ketebalan Terhadap Kadar Glukosa Media Fermentasi......... 16
BAB V PENUTUP ..................................................................................... 17
5.1 Kesimpulan........................................................................................ 17
5.2 Saran ................................................................................................. 17

vi

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................. 18
DAFTAR RIWAYAT ANGGOTA

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Skema rancangan percobaan ......................................................9

Gambar 3.2 Kotak plastik ........................................................................... 11

Gambar 3.3 Alat Spektrofotometer ............................................................. 11

Gambar 4.1 Pengaruh perbandingan air kelapa dan air cucian beras terhadap
ketebalan nata ............................................................................ 14

Gambar 4.2 Pengaruh perbandingan air kelapa dan air cucian beras 1:1
terhadap ketebalan nata .............................................................. 15

Gambar 4.3 Perbandingan kadar glukosa awal dan kadar glukosa akhir ........ 16

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan air beras ......................................................................4
Tabel 2.2 Komponen Kimia Air Kelapa .........................................................4
Tabel 2.3 Syarat Kualitas Produk Nata dalam Kemasan..................................8
Tabel 3.1 Varibel berubah .............................................................................9

ix

Fortifikasi Limbah Air Cucian Beras Menggunakan Acetobacter Xylinum
Untuk Optimalisasi Pembuatan Nata De Coco

Yana Sopiana Nurfarizat, Ahmad Fauzan, dan Yasmin Nabilah
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

[email protected]

ABSTRAK

Kandungan bahan organik pada limbah umumnya terdiri dari karbohidrat, protein,
lemak dan vitamin. Limbah air cucian beras menjadi limbah rutin rumah tangga
yang perlu dimanfaatkan menjadi produk yang lebih bernilai. Teknologi fermentasi
dapat digunakan dalam pengolahan limbah air cucian beras menjadi nata de coco.
Pemanfaatan limbah air cucian beras dapat menambah ketebalan nata dan juga
mengurangi pencemaran terhadap lingkungan akibat limbah rumah tangga. Tujuan
penelitian ini adalah mengkaji lebih lanjut terkait peran fortifikasi limbah air cucian
beras dalam melengkapi syarat kebutuhan nutrien air kelapa dalam pembuatan nata
de coco. Kajian tersebut meliputi variabel-variabel yang berpengaruh serta kondisi
optimum fermentasi limbah air cucian beras menjadi nata. Nata de coco dengan
fortifikasi air cucian beras dibuat dengan proses fermentasi menggunakan bakteri
Acetobacter xylinumpada suhu kamar. Bahan yang digunakan adalah air kelapa dan
air cucian beras (0,5 kg beras IR 64 dengan air 1 liter), basis yang digunakan sebesar
600 ml dengan penambahan starter 20% V/V, gula 10% W, ZA 0,4% W, dan pH 5.
Sedangkan variabel yang digunakan adalah perbandingan air kelapa dan air cucian
beras (1:0 ; 1:1 ; 1:2 ; 1:3 ; 0:1) dan waktu fermentasi (hari ke 1-14). Dari hasil
penelitian ini diperoleh variabel yang berpengaruh dalam proses pembuatan nata
de coco adalah lama waktu fermentasi dan perbandingan komposisi antara bahan
baku yang digunakan, yaitu air kelapa dan air beras. Kondisi optimum dalam
pembuatan nata de coco dengan fortifikasi air cucian beras yaitu pada perbandingan
air kelapa dan air cucian beras 1:1 dan pada waktu fermentasi 11 hari. Hasil Analisa
menunjukkan bahwa pada variabel yang memengaruhi proses pembuatan nata de
coco, penurunan konsentrasi glukosa jauh lebih besar.

Kata Kunci : Acetobacter xylinum, air beras, air kelapa, fortifikasi, nata de coco

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Industri nata de coco merupakan salah satu industri serat pangan alami
rendah kalori dan tidak mengandung kolesterol, sehingga bermanfaat dalam
proses pencernaan (Hamad dan Kristiono, 2013). Banyaknya keunggulan
komperatif yang dimiliki nata de coco, membuat peluang usaha di Indonesia
semakin terbuka. Berdasarkan data jumlah produksi kelapa pada tahun 2009,
Indonesia menempati urutan pertama dari 92 negara di seluruh dunia, dengan
jumlah produksi sebesar 21,5 juta ton/tahun (UNDP, 2009). Disamping
maningkatnya peluang uasaha, berbagai permasalahan di industri berdampak
pada lingkungan dan mutu produk yang dihasilkan. Proses produksi industri
nata de coco masih produk samping, sehingga potensi limbah nata de coco
berupa air yang menimbulkan bau dapat mengganggu lingkungan sekitar serta
dapat mengurangi nilai tambah bagi industri nata de coco (Ariyanti dkk., 2014).

Pada penelitian yang dilakukan oleh Luthfi (2018), menyatakan bahwa
metode produksi bersih dapat di pakai untuk mengurangi limbah proses
produksi dan penghematan biaya produksi. Namun metode tersebut belum
mengatasi permasalahan terkait nilai tambah produk nata setelah fermentasi
yang dapat diukur dari perubahan ketebalan nata. Adanya mineral dalam
substrat dan gula sukrosa dalam air kelapa akan dimanfaatkan oleh A. xylinum
sebagai sumber makanan dan karbon untuk menghasilkan senyawa selulosa
yang menghasilkan nata de coco (Lubis & Harahap, 2018). Maka untuk
mengurangi limbah proses produksi dari kelapa ini, diperlukan bahan baku
tambahan yang memiliki kandungan mineral dan gula tinggi, sehingga dapat
lebih efektif dalam konversi bahan baku menjadi produk nata de coco.

Beras merupakan produk pangan yang pokok bagi masyarakat
Indonesia, sehingga limbah air cucian beras terus terakumulasi jumlahnya
sebagai limbah rumah tangga. Tingginya kandungan organik seperti
karbohidrat dan vitamin B dijadikan pemicu dalam pemanfaatan air cucian
beras sebagai bahan baku penelitian, seperti untuk bahan pembuatan nata,

2

pupuk pertumbuhan tanaman, pembuatan bioetanol, menyuburkan tanaman,
dan masker wajah (Susilawati, 2016). Pada penelitian ini menguji efektivitas
fortifikasi limbah cucian beras sebagai bahan baku tambahan pembuatan nata
de coco dengan bantuan Acetobacter Xylinum. Nata yang dihasilkan tidak
hanya sekedar memenuhi baku mutu pembuangan limbah saja, namun dapat
menjadi produk yang memiliki nilai ekonomis dan bermanfaat.

1.2 Perumusan Masalah

Proses pembuatan nata de coco masih menghasilkan produk samping,
sehingga potensi limbah nata de coco berupa air yang menimbulkan bau dapat
mengganggu lingkungan sekitar. Nilai tambah produk nata yang semakin
berkurang akibat kurangnya efektifnya perpaduan bahan baku agar dapat
terkonversi menjadi produk bermutu tinggi, salah satunya dapat diukur dari
perubahan ketebalan nata. Pada penelitian ini akan di kaji lebih lanjut mengenai
peran fortifikasi limbah cucian beras dalam memenuhi syarat kebutuhan
nutrient media air kelapa dalam pembuatan nata de coco. Kajian tersebut
meliputi variabel-variabel yang berpengaruh serta kondisi optimum fermentasi
limbah cucian beras menjadi nata.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Mengkaji teknologi fermentasi dalam upaya pengolahan limbah cucian
beras untuk digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan nata.

2. Mengetahui variabel yang berpengaruh pada pembuatan nata.
3. Mencari kondisi operasi optimum dengan variabel yang berpengaruh pada

pembuatan nata.

1.4 Manfaat Penelitian

Limbah cucian beras yang di ubah menjadi produk nata ini merupakan
usaha dalam efektivitas bahan baku berupa hasil buangan yang terkonversi
menjadi produk akhir yang bermutu, sehingga dapat meminimalis ir
pencemaran lingkungan akibat limbah hasil proses produksi.

3

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Beras

Padi merupakan komoditas tanaman pangan penghasil beras yang
memegang peranan penting dalam kehidupan ekonomi Indonesia. Beras
sebagai makanan pokok sangat sulit digantikan oleh bahan pokok lainnya
seperti jagung, umbi-umbian, sagu dan sumber karbohidrat lainnya. Padi
sebagai tanaman pangan dikonsumsi kurang lebih 90% dari keseluruhan
penduduk Indonesia untuk makanan pokok sehari-hari (Saragih, 2001).

Kedudukan tanaman padi dalam taksonomi (sistematika) tumbuhan
menurut Van Steenis (1992) adalah sebagai berikut :

Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Kelas : Angiospermae
Bangsa : Monokotil
Famili : Graminaeae
Marga : Oryza
Jenis : Oryza sativa L. cv. Ciherang

Untuk dapat disebut sebagai makanan pokok, suatu bahan makanan
harus memenuhi syarat, yaitu merupakan makanan sumber energi utama bagi
manusia. Kandungan gizi beras per 100 gram bahan adalah 360 kkal energi;
6,6 gr protein; 0,58 gr lemak dan 79,34 gr karbohidrat (Sun Q dkk, 2010 dalam
Larasati, 2013).

2.2 Air Cucian Beras

Air cucian beras atau sering disebut leri merupakan air yang diperoleh
dalam proses pencucian beras. Selama ini air cucian beras belum banyak
dimanfaatkan dan biasanya hanya dibuang begitu saja. Sebenarnya di dalam
air cucian beras masih mengandung senyawa organik seperti karbohidrat dan
vitamin seperti thiamin yang masih bisa dimanfaatkan (Moeksin, 2015).

Kandungan beberapa unsur kimia air limbah cucian beras secara
umum yang disajikan pada tabel berikut:

4

Tabel 2.1 Kandungan air beras

Komposisi Jumlah (%)

Karbohidrat 90

Protein 8,77

Lemak 1,09

Vitamin B1 70

Vitamin B3 90

Vitamin B6 50

Mangan (Mn) 50

Fosfor (f) 60

Zat Besi (Fe) 50

Nitrogen (N) 0,015

Magnesium 14,525

(Mg) 0,02

Kalium (K) 2,94

(Wardiah dkk, 2014)

2.3 Air Kelapa

Air kelapa sangat baik digunakan sebagai bahan dalam pembuatan nata,

karena mengandung nutrisi yang dibutuhkan bagi pertumbuhan,

perkembangbiakan, dan aktivitas bibit nata yang berupa bakteri Acetobacter

xylinum. Komponen kimia air kelapa tua secara lengkap, yang meliputi unsur

makro dan mikro dapat dilihat dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Komponen Kimia Air Kelapa

Komponen Satuan Nilai

Air % 91.50

Karbohidrat % 4.60

Protein % 0.14

Lemak % 1.15

Kalium mg/100 ml 312
Natrium mg/100 ml 105

Kalsium mg/100 ml 29

5

Magnesium mg/100 ml 30
Ferum mg/100 ml 0.1
Cuprum mg/100 ml 0.04
Fosfor mg/100 ml 37
Sulfur mg/100 ml 24
(Palungkun, 1992)

2.4 Nata

Nata de coco merupakan produk makanan yang dihasilkan dari air
kelapa yang mengalami proses fermentasi dengan melibatkan bakteri
Acetobacter xylinum, sehingga membentuk kumpulan biomassa yang terdiri
dari selulosa dan memiliki bentuk padat, berwarna putih seperti kolang-kaling
sehingga sering dikenal sebagai kolang-kaling imitasi.

Keistimewaan produk ini terutama nilai kalorinya yang rendah.
Kandungan terbesar adalah air (98%). Maka produk ini dapat dipakai sebagai
sumber bahan makanan rendah kalori.

2.5 Kandungan Gizi Nata

Menurut penelitian dari Balai Mikrobiologi, Puslitbang Biologi LIPI,
di dalam Effendi (2009) di dalam 100 gram nata de coco terkandung nutrisi,
antara lain: kalori 146 kal, lemak 20 gr, karbohidrat 36,1 mg, Ca 12 mg, Fosfor
2 mg, dan Fe 0,5 mg. nata juga mengandung air yang cukup banyak (sekitar
80%), namun tetap dapat disimpan lama.

Karena kandungan gizi (khususnya energi) yang sangat rendah, produk
ini aman untuk dimakan oleh siapa saja. Produk ini tidak menyebabkan gemuk,
sehingga sangat dianjurkan bagi mereka yang sedang diet rendah kalori untuk
menurunkan berat badan. Keunggulan lain dari nata de coco adalah kandungan
serat (dietary fiber)-nya yang cukup tinggi, terutama selulosa.

2.6 Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinum membentuk asam dari glukosa, etil alkohol, propil
alkohol dan glikol, mengoksidasi asam asetat menjadi CO2 dan air. Dalam
bakteri tersebut tumbuh dan berkembang dengan derajat keasaman atau pH 3-
4. Mikroba yang aktif dalam pembuatan nata adalah bakteri pembentuk asam

6

asetat yaitu Acetobacter xylinum. Mikroba ini dapat mengubah gula menjadi
selulosa. Jalinan selulosa inilah yang membuat nata terlihat putih. Tahap-tahap
yang perlu dilakukan dalam pembuatan nata adalah persiapan media, starter,
inokulasi, fermentasi atau pengeraman, pemanenan, penghilangan asam dan
pengawetan.

2.7 Fermentasi Nata

Menurut Thimann (1963), pembentukan nata terjadi karena proses
pengambilan glukosa dari larutan gula atau gula dalam media fermentasi oleh
sel-sel Acetobacter xylinum, kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan
asam lemak membentuk prekusor (penciri nata) pada membran sel. Prekusor
ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan bersama enzim
mempolimerisasikan glukosa menjadi sellulosic material di luar sel.
Komponen ini akan membentuk jalinan mikrofibril yang panjang dalam cairan
fermentasi. Komponen ini akan membentuk jalinan mikrofibril yang panjang
dalam cairan fermentasi. Gelembung-gelembung CO2 yang dihasilkan selama
fermentasi mempunyai kecenderungan melekat pada jaringan ini, sehingga
menyebabkan jaringan tersebut terangkat ke permukaan cairan.
Faktor-faktor yang berpengaruh pada fermentasi nata:
a. Tingkat Keasaman (pH)

pH yang optimum untuk pembentukan nata adalah pH 4-5,5.
b. Temperatur

Temperatur optimum fermentasi adalah 28-31°C atau pada suhu
kamar. Pada temperatur ini dihasilkan nata yang paling tebal.
c. Udara (Oksigen)

Bakteri Acetobacter xylinum merupakan mikrobia aerobik. Dalam
pertumbuhan, perkembangan dan aktivitasnya, bakteri ini sangat
memerlukan oksigen. Bila kekurangan oksigen, bakteri ini akan mengalami
gangguan atau hambatan dalam pertumbuhannya dan bahkan akan segera
mengalami kematian.
d. Sumber Karbon

Sumber karbon yang paling baik adalah sukrosa dan glukosa dan
konsentrasi optimumnya adalah 5-10%.

7

e. Sumber Nitrogen
Dapat digunakan kalium nitrat, natrium nitrat, amonium nitrat atau

amonium fosfat atau kombinasinya.
f. Kebutuhan Fosfor

Ion PO43- adalah regulator pada metabolisme karbohidrat dan lipid.
g. Kebutuhan Sulfur

Biasanya digunakan SO42- sebagai sumber S dan dapat digunakan
(NH4)2SO4 sebagai sumber N dan S. Tetapi S2- dalam konsentrasi tinggi
bersifat racun dan mengendapkan ion logam sehingga dapat mengakibatkan
kekurangan trace element.
h. Kebutuhan Kalium

K dibutuhkan dalam metabolisme karbohidrat dan terlihat dalam
banyak proses transport.
i. Kebutuhan Magnesium

Kebutuhan Mg pada mikroba biasanya pada ribosom. Mg berfungsi
sebagai kofaktor enzim dan terdapat dalam dinding sel dan membran.
j. Nutrien Mikro, Trace Element
1) Fe, Zn dan Mn

Fe dan Mn adalah trace element yang paling penting dalam
pengaturan metabolisme sekunder dan dalam ekskresi metabolit primer.
2) Cu, Mo dan Ca

Cu dibutuhkan dalam semua proses aerob, Mo diperlukan untuk
pertumbuhan dengan NO2- atau N2 (gas) sebagai sumber N. Ca dibutuhkan
sebagai kofaktor dan stabilitas n-amylase dan protease.
3) Na, Ni dan Se

Na dibutuhkan untuk pertumbuhan dan pembentukan metana. Ni
dibutuhkan untuk metanogen dan Se untuk pembentukan metabolism
(Nurhayati, 2006).

2.8 Standar Baku Mutu Nata

Kualitas dari produk nata dalam kemasan yang memenuhi standar dapat
dilihat pada Tabel 2.3 berikut:

8

Tabel 2.3 Syarat Kualitas Produk Nata dalam Kemasan

Jenis Uji Satuan Persyaratan

Keadaan:

Bau - Normal

Rasa - Normal

Warna - Normal

Tekstur - Normal

Bahan asing - Tidak boleh ada

Bobot tuntas % Min. 50

Jumlah gula (dihitung sebagai sakarosa) % Min. 15

Serat makanan % Maks. 4,5

Pemanis buatan:

Sakarin Tidak boleh ada

Siklamat Tidak boleh ada

Pewarna tambahan Sesuai SNI 01-0222-1995

Pengawet (Na Benzoat) Sesuai SNI 01-0222-1995

Cemaran logam:

Timbal (Pb) mg/kg Maks. 0,2

Tembaga (Cu) mg/kg Maks. 2

Seng (Zn) mg/kg Maks 5,0

Timah (Sn) mg/kg Maks 40,0/250,0

Cemaran Arsen (As) Maks. 0,1

Cemaran Mikroba:

Angka lempeng total Koloni/g Maks 2,0 x 102

Coliform APM/g < 3

Kapang Koloni/g Maks. 50

Khamir Koloni/g Maks. 50

(Badan Standardisasi Nasional, 1996)

9

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan percobaan
3.1.1 Skema rancangan percobaan

Preparasi Alat & Bahan Analisa Glukosa Bahan Fermentasi Panen Pasca fermentasi
Baku
Pembuatan Kurva Cairan sisa fermentasi
standart Ploting Nata

Analisa Kadar Glukosa Analisa Fisik
Hasil (Ketebalam)

Nilai Absorbansi

Gambar 3.1 Skema rancangan percobaan

3.1.2 Variabel Proses

1) Variabel tetap

 Jenis mikroba : Acetobacter xylinum

 Media fermentasi : Air cucian beras dan air kelapa

 Suhu operasi : Suhu kamar

 pH :5

 Kadar starter : 20% V/V

 Kadar gula : 10% W

 Kadar ZA : 0,4 % W

 Air cucian beras : 0,5 kg beras IR 64 dengan air 1 liter

 Waktu fermentasi : 14 Hari

2)Variabel berubah

Tabel 3.1 Varibel berubah

Nama Variabel 1A 1B 1C 2A 2B 2C 3A 3B 3C 4A 4B 4C 5A 5B 5C

Larutan Glukosa (gr/liter) 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2 0,5 1 2

10

Perbandingan air kelapa : 1:0 1:0 1:0 1:1 1:1 1:1 1:2 1:2 1:2 1:3 1:3 1:3 0:1 0:1 0:1
air cucian beras (600 ml)

3.1.3 Cara penelitian
Penelitian dilakukan cara deskriptif dengan melakukan proses

fermentasi menggunakan bantuan bakteri Acetobacter xylinum dengan
kombinasi variabel-variabel di atas.
3.1.4 Respon yang diambil

Respon yang diambil adalah tebal nata fungsi waktu fermentasi.
3.1.5 Cara pengolahan data

Dari hasil penelitian akan diperoleh data hubungan antara
variabel proses dengan ketebalan nata selama waktu fermentasi.
Selanjutnya data diolah dalam bentuk tabel dan dilakukan analisis dari
data tersebut sehingga diperoleh kondisi yang optimum.

3.2 Bahan dan Alat yang digunakan

3.2.1 Bahan yang digunakan  Asam asetat glasial
 Limbah air cucian beras  Reagen DNS
 Air kelapa  Larutan glukosa standar
 Inokulum A. xylinum  Aquadest
 Gula pasir
 Amonium sulfat  Beaker glass
 Panci
3.2.2 Alat yang digunakan  Pipe
 Kompor
 Gelas ukur
 Wadah plastik kubus
dengan sisi 12 cm
 Pengaduk
 Penyaring
 Spektrofotometer
 Sentrifuge
 Timbangan
 Tabung reaksi

11

3.3 Gambar rangkaian Alat Keterangan :
1 1. Tutup kotak plastik
2. Isi/media (selama di fermentasi)
2

Gambar 3.2 Kotak plastik (12 x 12 x 12) cm3

Gambar 3.3 Alat Spektrofotometer
3.4 Prosedur Percobaan

3.4.1 Analisa glukosa bahan baku
Untuk penelitian dilakukan analisa kadar glukosa terlebih dahulu

dengan menggunakan alat spektrofotometer dengan metode DNS.
Pembuatan reagen DNS :
1. 0,5 gram DNS (Alkaline 3,5-dinitrosalicilioc acid) dalam 50 ml larutan
2. 10 ml larutan KOH 5 N

Cara analisa :
1. Membuat kurva standar menggunakan larutan glukosa dengan

konsentrasi (0,5 ; 1 ; 2 gram/liter). Sampel disentrifugasi terlebih dahulu
untuk dipisah dari endapannya.
2. Sebanyak 1 ml sampel diencerkan sampai 10 ml, kemudian ambil 1 ml
untuk dianalisa.
3. Membuat larutan yang akan dimasukkan ke dalam spektrofotometer
yaitu 1 ml sampel + 1 ml reagen DNS + 2 ml aquadest. Larutan
dipanaskan sampai mendidih dan berubah warna menjadi merah bata.
4. Spektrofotometer diatur pada gelombang 540 nm.

12

5. Menstandarisasi spektrofotometer dengan menggunakan larutan blank
(3 ml aquadest + 1 ml reagen DNS). Lalu masukkan larutan sampel dan
di baca absorbansinya. Hasil pembacaan diplotkan ke kurva standart
glukosa dan didapatkan kadar glukosa dalam sampel.

3.4.2 Pembuatan nata
1. Saring air bahan baku yaitu air cucian beras dan air kelapa lalu panaskan
hingga mendidih lalu dinginkan hingga suhu ruang, masukkan kedalam
beaker glass
2. Tambahkan nutrien yaitu ZA 0,4%W dan gula pasir 10%W lalu atur pH
sampai 5 menggunakan lemon dan NaOH
3. Tambahkan starter Acetobacter xylinum 20% V/V lalu tutup beaker
glass dengan kertas koran pada semua variabel
4. Fermentasikan pada suhu ruang (30oC) dan lakukan pengecekan
ketebalan setiap harinya hingga panen di hari ke 14.

3.4.3 Perlakuan pasca fermentasi
1. Buang selaput yang menempel pada permukaan bawah nata.
2. Potong nata dengan ukuran bebas, kemudian rebus dalam air dan
biarkan mendidih selama 10 menit, kemudian tiriskan.
3. Rendam potongan nata dalam air selama 3 hari, air rendaman di ganti
setiap harinya untuk membebaskan nata dari asam cuka yang terbentuk.
Bersamaan dengan penggantian air perendaman tersebut, nata dicuci
dengan air bersih. Rebus potongan nata selama 10 menit (agar bau
asamnya hilang) kemudian tiriskan.
4. Nata yang sudah bebas dari asam, kemudian direbus dalam air gula
hingga mendidih sambil sesekali diaduk. Penambahan gula sesuai
selera. Nata siap dikonsumsi setelah didiamkan selama 6-12 jam agar
sirup gula meresap ke dalam nata hingga nata tidak melayang
(tenggelam).

3.4.4 Analisa Hasil

1. Analisa glukosa dengan spektrofotometri

13

Cairan sisa fermentasi dianalisasis kadar glukosanya dengan
menggunakan alat spektrofotometer dengan metode DNS.
2. Analisa fisik

Analisa fisik yang dilakukan meliputi analisa ketebalan nata
yang dihasilkan. Dengan mengukur pertambahan tebal nata pada setiap
variabel dan setiap harinya.

14

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Perbandingan Air Kelapa dan Air Cucian Beras Terhadap
Ketebalan Nata

2

Keteba l a n (cm) 1.5 1:0

1 1:1

0.5 1:2

0 1:3
-1 4 9 14 0:1

Waktu Fermentasi(Hari)

Gambar 4.1 Pengaruh perbandingan air kelapa dan air cucian
beras terhadap ketebalan nata

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa semua grafik perbandingan antara
air kelapa dan air cucian beras (1:0; 1:1; 1:2; 1:3 dan 0:1) semakin lama
waktunya akan mengalami kenaikan pada ketebalan nata. Dapat dilihat juga
bahwa grafik yang mengalami kenaikan ketebalan nata paling tinggi adalah
perbandingan air kelapa dan air cucian beras sebesar 1:1. Hal ini dikarenakan
bakteri A. xylinum mengambil makanan atau nutrisi dari kandungan yang
terdapat di dalam air cucian beras maupun air kelapa, oleh karena itu dari hasil
yang terlihat di tabel perbandingan dengan konsentrasi air cucian beras dan air
kelapa 1:1 akan menghasilkan nata yang lebih tebal. Menurut Wardiah (2014),
pada air cucian beras mengandung vitamin B dari beras sebesar >70% yang
berguna pada sistem fermentasi aerobik, selain itu bentuk sumber karbon yang
terdapat pada air cucian beras sebagian besar adalah pati (polisakarida),
sehingga dapat digunakan sebagai cadangan sumber sumber glukosa
mengingat waktu fermentasi yang cukup lama yaitu hingga hari ke 14. Dari
teori diatas dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu fermentasi maka
ketebalan nata akan semakin tinggi dikarenakan banyaknya nutrisi yang
dipenuhi untuk pembuatan nata.

15

4.2 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Ketebalan Nata

Keteba l a n (cm) 2 Variabel 2A
Variabel 2B
1.5 Variabel 2C

1

0.5

0
-1 4 9 14

Waktu Fermentasi(Hari)

Gambar 4.2 Pengaruh perbandingan air kelapa dan air cucian
beras 1:1 terhadap ketebalan nata

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa semua grafik variabel yaitu 2A,
2B, 2C pada perbandingan air kelapa dan air cucian beras sebesar 1:1 semakin
lama waktunya akan mengalami kenaikan pada ketebalan nata. Dapat dilihat
juga bahwa grafik yang mengalami kenaikan pada ketebalan nata paling tinggi
dan rendah berturut-turut adalah pada variabel 2A (0,5 gr/liter) dan variabel 2C
(2 gr/liter). Dari data penelitian lain menyebutkan bahwa gula berpengaruh
pada berat total dalam pembuatan nata. Semakin banyak gula yang diberikan,
semakin besar berat total yang diperoleh (Surbakti, 2009 dalam Setiawan,
2010). Namun pada grafik di atas, ketebalan tertinggi dicapai oleh konsentrasi
larutan gula terendah yaitu 0,5 gr/liter. Hal tersebut menyimpang dari teori
yang ada, karena kadar gula yang terlalu tinggi dalam media fermentasi dapat
memperlambat metabolisme Acetobacter. Hal ini terjadi karena pertumbuhan
mikroba dipengaruhi oleh kepekatan konsentrasi zat terlarut pada larutan
tersebut. Semakin lambat metabolisme Acetobacter, bakteri ini akan mati,
karena terjadi peristiwa osmosis dari mikroba ke larutan dan proses fermentasi
menjadi terhenti (Nainggolan, 2009 dalam Lusi, dkk., 2017). Konsentrasi yang
terlalu tinggi (pekat) tidak baik untuk kinerja A. xylinum, maka kondisi
optimum untuk fermentasi nata dari air cucian beras dan air kelapa terjadi pada
konsentrasi 0,5 gr/liter dan perbandingan air cucian beras dan air kelapa
sebesar 1:1, yang menghasilkan tebal nata 1,7 cm. Campuran air kelapa dengan
tambahan air cucian beras lebih efektif karena menghasilkan nata dengan

16

ketebalan lebih besar dibandingkan ketebalan nata yang dihasilkan dari air
kelapa saja yaitu hanya menghasilkan nata dengan ketebalan 1,5 cm (Layuk
dkk., 2012). Begitupun pada penelitian lainnya yaitu pada perbandingan 1:1
antara air kelapa dan sari buah naga hanya menghasilkan nata dengan ketebalan
1,5 cm (Lubis & Harahap, 2018).

4.3 Pengaruh Ketebalan Terhadap Kadar Glukosa Media Fermentasi

Konsentrasi Glukosa 1.2 Awal
(gr/ml ) 1 Akhir

0.8 1:1 1:2 1:3 0:1
0.6
0.4 Va ri abel
0.2

0
1:0

Gambar 4.3 Perbandingan kadar glukosa awal dan kadar glukosa akhir
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada perbandingan air kelapa

dan air cucian beras sebesar 1:1 konsentrasi glukosa pada awal sebesar 0.815
gr/L dan akhir 0.042 gr/L dengan penurunan konsentrasi glukosa sebesar
94.85%, yang mana merupakan dari hasil analisa glukosa dibandingkan dengan
perbandingan yang lainnya, diperoleh hasil bahwa % penurunan konsentrasi
pada perbandingan air kelapa dan air beras sebesar 1 : 1 jauh lebih besar, yang
mana ketebalan tertinggi dicapai pada grafik 4.1 saat perbandingan 1:1 dan
konsentrasi larutan glukosa pada grafik 4.2 saat 0,5 gr/liter, yaitu mancapai 1,7
cm tebal nata yang dihasilkan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tebal nata
yang terbentuk pada variabel ini, maka jumlah glukosa sebagai nutrient yang
terpakai dalam proses fermentasi juga semakin banyak, sehingga konsentrasi
glukosa yang terkandung di dalam media fermentasi pun semakin berkurang.
Penurunan glukosa disebabkan karena digunakan oleh A. xylinum untuk
metabolisme sel dan sintesa polisakarida melalui proses polimerisasi glukosa
menjadi selulosa (Mayasti & Ari, 2013). Dari teori diatas dapat disimpulkan
bahwa semakin tebal nata maka jumlah glukosa yang terpakai semakin banyak
maka konsentrasi glukosa akan semakin berkurang.

17

BAB V
PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Pembuatan nata dengan metode fermentasi dari bahan baku air kelapa
dengan tambahan air cucian beras lebih efektif dibandingkan bahan baku air
kelapa saja, ataupun bahan baku air kelapa dengan tambahan sari buah naga.
Nata yang dihasilkan dari fermentasi dengan campuran air kelapa dan
tambahan air cucian beras pada kondisi optimum sebesar 1,7 cm pada waktu
fermentasi ke 14 hari.

2. Variabel yang berpengaruh pada pembuatan nata dengan metode fermentasi
diantaranya adalah perbandingan bahan baku, konsentrasi, dan waktu
fermentasi. Perbandingan komposisi bahan baku yang proporsional dapat
menghasilkan nata yang tebal. Semakin banyak jumlah glukosa semakin
tebal nata yang terbentuk, namun semakin A. xylinum akan mati jika
konsentrasi gula terlalu pekat. Semakin tebal nata maka jumlah glukosa
yang terpakai semakin banyak maka konsentrasi glukosa akan semakin
berkurang.

3. Kondisi optimum untuk fermentasi nata dari bahan baku air kelapa dengan
penambahan air cucian beras terjadi saat perbandingan bahan baku 1:1 dan
konsentrasi larutan glukosa 0,5 gr/liter.

5.2 Saran

1. Pada penelitian selanjutnya disarankan untuk melakukan variasi jumlah A.
xylinum yang ditambahkan dan jenis penutup yang digunakan, karena faktor
tersebut dapat lebih efisien terhadap produk nata yang dihasilkan.

2. Sebelum digunakan, air kelapa dan air cucian beras disarankan agar
dilakukan proses pasteurisasi pada suhu 60oC selama 30 menit untuk
mensterilisasi.

3. Penelitian selanjutnya disarankan menguji secara organoleptis terhadap
produk nata yang dihasilkan agar dapat mengetahui permintaan pasar yang
lebih tinggi dalam penjualan nata.

18

DAFTAR PUSTAKA

Ariyanti M, Purwanto P, Suherman. 2014. Analisis penerapan produksi bersih
menuju industri nata de coco ramah lingkungan. Jurnal Riset Teknologi
Pencegahan Pencemaran Industri. 5 (2), 45 -50.

Badan Standardisasi Nasional. 1996. Nata dalam Kemasan (SNI 01-4317-1996).
Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

Effendi NH. 2009. Pengaruh Penambahan Variasi Massa Pati (Soluble Starch) Pada
Pembuatan Nata De Coco dalam Medium Fermentasi Bakteri
Acetobacter Xylinum.

Hamad, A., dan Kristiono, 2013. Pengaruh Penambahan Sumber Nitrogen terhadap
Hasil Fermentasi Nata de coco. Jurnal Momentum, 9(1), 62-65.

Larasati, A. S. 2013. Analisis Kandungan Zat Gizi Makro dan Indeks Glikemik
Snack Bar Beras Warna Sebagai Makanan Selingan Penderita Nefropati
Diabetik. Skripsi. Semarang: Universitas Diponegoro.

Layuk, P., Joseph, M., & Coco, N. D. 2016. Pengaruh Waktu Fermentasi Air Kelapa
Terhadap Produksi Dan Kualitas Nata de Coco. B Palma 13(1), 41–45.

Lubis, A. W., & Harahap, D. N. 2018. Pemanfaatan Sari Buah Naga Super Merah
(Hylocereus Costaricensis)Pada Pembuatan Nata De Coco Terhadap Mutu
Fisik Nata. Journal of Chemistry, Education, and Science,2(2),1-10.

Lusi, Periadnadi, & Nurmiati. 2017. Pengaruh Dosis Gula dan Penambahan Ekstrak
Teh Hitam Terhadap Fermentasi dan Produksi Nata De Coco.
Metamorfosa: Journal of Biological Sciences, 4(1), 126.

Luthfi, A. H. (2018). Kajian Peluang Penerapan Produksi Bersih Di Industri Nata
De Coco (Studi Kasus Di Industri Nata De Coco CV. Graha Agri
Indonesia). Skripsi Departemen Teknologi Industri Pertanian Institut
Pertanian Bogor.

Mayasti, N. I. K., & Ari N, D. 2013. Pemanfaatan Ampas Basah Tapioka Sebagai
Media Fermentasi dalam Pembuatan. Pangan, 22(4), 365–372.

Moeksin, R. 2015. Pembuatan Bioetanol dari Air Limbah Cucian Beras
Menggunakan Metode Hidrolisis Enzimatik dan Fermentasi. Jurnal
Universitas Brawijaya.

19

Nurhayati, S. 2006. Kajian Pengaruh Kadar Gula dan Lama Fermentasi Terhadap
Kualitas Nata de Soya. Jurnal Matematika, Sains, dan Teknologi. 7(1),
40-47.

Palungkun, R. 1992. Aneka Produk Olahan Kelapa. Jakarta: Penebar Swadaya.
Saragih, B. 2001. Keynote Address Ministers of Agriculture Government of

Indonesia. 2nd National Workshop On Strengthening The Development
And Use Of Hibrid Rice In Indonesia. 1:10
Setiawan, Fajar. 2010. Pengaruh Kadar Gula Dalam Pembuatan Nata dari Limbah
Kulit Pisang Kepok (Musa paradisiaca).
Susilawati, S. 2016. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Asam (BAL) Dari Fermentasi
Air Cucian Beras.
Thimann, K. V. 1963. The Life of Bacteria. New York: Mac Millan Co.
UNDP. (2009). Kajian Kelapa dengan Pendekatan Rantai Nilai dan Iklim Usaha
di Kabupaten Sarmi. BBC News, ILO – PCdP, 60.
Van Steenis, C.G.G.J. 1992. Flora. Jakarta: PT. Pradya Paramita.
Wardiah, Linda, & Rahmatan. 2014. Potensi Limbah Air Cucian Beras Sebagai
Pupuk Organik Cair pada Pertumbuhan Pakchoy (Brassica rapa L.).
Jurnal Biologi Edukasi Edisi 12, 6(1), 34-38.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Yana Sopiana Nurfarizat

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi S1- Teknik Kimia

4 NIM 21030118130174

5 Tempat dan Tanggal Lahir Karawang, 22 Agustus 2000

6 Alamat E-mail [email protected]

7 Nomor Telpon/HP 0885871660817

B. Pengalaman Organisasi Yang Sedang/Pernah Diikuti

No Jenis Kegiatan Jabatan Tempat, Tahun
Teknik Kimia, 2020
1 Lembaga dakwah Al Fikri Ketua Umum
Teknik Kimia 2020 Fakultas Teknik, 2019
2 BEM FT 2019 Staff Kesma Teknik Kimia, 2019
Teknik Kmia, 2019
3 HMTK 2019 Staff Kesma

4 Al Fikri 2019 Staff Kemediaan

C. Karya Ilmiah Yang Pernah Dibuat

No Judul Karya Ilmiah Tahun

1 Acar Gepeng (Asap Cair Sebagai Agen Pengkhelat): 2019
Solusi Cerdas Menurunkan Kadar Logam Berat Pb Pada
Ikan Bandeng Tambak kalipau Pemalang Menggunakan
Asap Cair Redistilasi

D. Penghargaan Yang Pernah Diterima

No Jenis Penghargaan Pihak Pemberi Penghargaan Tahun

1 Peserta 100 Besar Esai terpilih Global Youth Action 2020
program Fully Funded Youth
Innovation Forum Japan 2020 2019
2 Semifinalis LKTIN 9th PC UKM Penalaran Unikama 2019
UNIKAMA 2019

3 HIBAH Penelitian UNDIP Universitas Diponegoro

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk

memenuhi salah satu persyaratan dalam LOMBA KARYA TULIS ILMIAH
NASIONAL 2020 yang diselenggarakan oleh Keluarga Mahasiswa Teknik

Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Semarang, 23 Juni 2020
Ketua Tim

(Yana Sopiana Nurfarizat)

A. Identitas diri

1 Nama Lengkap Ahmad Fauzan

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi S1-Teknik Kimia

4 NIM 21030117130116

5 Tempat dan Tanggal Lahir Tangerang, 26 Oktober 1999

6 Alamat E-mail ahmadfauzan.zan1369@gma il.com

7 Nomor Telpon/HP 081232566274

B. Pengalaman organisasi yang sedang/pernah diikuti

No Jenis Kegiatan Jabatan Tempat, Tahun
1 SPE UNDIP
Professional BoardUniversitas Diponegoro
2 HMTK 2019 , 2019

3 Kinetika Staff Pendidikan Teknik Kimia, 2018

dan Keilmuan

Staff Litbang Teknik Kmia, 2018

C. Karya ilmiah yang pernah dibuat

No Judul Karya Ilmiah Tahun

1 OPTIMASI DAN KARAKTERISASI SINTESIS 2020
SURFAKTAN POLI SODIUM LIGNOSULFONAT (PSLS)

PADA APLIKASI ENHANCED OIL RECOVERY (EOR)

D. Penghargaan yang pernah diterima

No Jenis Penghargaan Pihak Pemberi Penghargaan Tahun

1 Juara Best Presentation Universitas PGRI Semarang 2018

2 Juara 1 LKTI NCEF Universitas Muhammadiyah 2019

Semarang

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi

salah satu persyaratan dalam LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020 yang

diselenggarakan oleh Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Semarang, 23 Juni 2020

Anggota Tim

(Ahmad Fauzan)

A. Identitas diri

1 Nama Lengkap Yasmin Nabilah

2 Jenis Kelamin Perempuan

3 Program Studi S-1 Teknik Kimia

4 NIM 21030118130181

5 Tempat dan Tanggal Lahir Medan, 25 April 2000

6 Alamat E-mail [email protected]

7 Nomor Telpon/HP 085950294792

B. Pengalaman organisasi yang sedang/pernah diikuti

No Jenis Kegiatan Jabatan Tempat, Tahun
1 HMTK 2019 Staff Riset dan Universitas Diponegoro
Teknologi , 2019
2 Al Fikri 2019 Teknik Kimia, 2019
Staff Litbang
3 Al Fikri 2020 Annisa Teknik Kmia, 2020
Sekretaris

C. Karya ilmiah yang pernah dibuat

No Judul Karya Ilmiah Tahun

1 PENURUNAN KADAR COD DAN BOD LIMBAH CAIR 2020
KELAPA SAWIT DENGAN MEMBRAN SILIKA DARI

SEKAM PADI

Demikian daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi
salah satu persyaratan dalam LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020 yang
diselenggarakan oleh Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta.

Semarang, 23 Juni 2020
Anggota Tim

(Yasmin Nabilah)

Energi Terbarukan
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020
PENGEMBANGAN MICROBIAL FUEL CELL MENGGUNAKAN
LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SEBAGAI ENERGI LAMPU RAMAH

LINGKUNGAN

Diusulkan oleh:
(Dia Rohmatul Hidayah, 17030244058; 2017)

(Silvi Aviandari, 17030184091; 2017)
(Dhini Tri Wilujeng, 17030234032, 2017)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2020

ii

Lembar Pengesahan

1. Judul Karya Tulis : Pengembangan Microbial Fuel Cell Menggunakan

Limbah Cair Industri Tahu sebagai Sumber Energi

Lampu Ramah Lingkungan

2. Sub Tema : Energi Terbarukan

3. Ketua Pelaksana

a. Nama Lengkap : Dia Rohmatul Hidayah

b. NIM : 17030244058

c. Program Studi : S1 Biologi

d. Perguruan Tinggi : Universitas Negeri Surabaya

e. Alamat : Jl. Merak 3 G-07 GKA Gresik

f. No Hp : 085735768595

g. Email : [email protected]

4. Nama Anggota/Jurusan/Angkatan

a. Silvi Aviandari/Fisika/2017

b. Dhini Tri Wilujeng/Kimia/2017

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Pramita Yakub, M.Pd.

b. NIDN/NIDK/NUPN : 0021028803

c. Alamat : Karah IV No. 23 Surabaya

d. No Hp : 085606773711

Surabaya, 27 Juni 2020

Dosen Pendamping Ketua Tim Pelaksana

Dr. Pramita Yakub, M.Pd. Dia Rohmatul Hidayah
NIP. 198802212025042001 NIM. 17030244058

Mengetahui,
Wakil Dekan Bidang Kemahasiswaan FMIPA

Dr. Sifak Indana, M.Pd.
NIP. 196808181993032002

iii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH NASIONAL 2020

Judul karya tulis : Pengembangan Microbial Fuel Cell Menggunakan Limbah
Cair Industri Tahu sebagai Sumber Energi Lampu Ramah
Nama Ketua Lingkungan
Nama Anggota : Dia Rohmatul Hidayah
: 1) Silvi Aviandari
2) Dhini Tri Wilujeng

Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa karya tulis
dengan judul yang tersebut diatas memang benar merupakan karya orisinal yang
dibuat oleh penulis dan belum pernah dipublikasikan dan atau dilombakan di luar
kegiatan ”Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional adiyah Surakarta.
Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya, dan apabila terbukti
terdapat pelanggaran di dalamnya, maka kami siap untuk didiskualifikasi dari
kompetisi ini sebagai bentuk pertanggungjawaban kami.

Menyetujui Surabaya, 27 Juni 2020
Ketua Tim
Dosen Pendamping

Materai
Rp. 6000

(Dr. Pramita Yakub, M.Pd.) (Dia Rohmatul Hidayah)
NIP. 198802212015042001 NIM. 17030244058

iv

KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah ini yang
berjudul PENGEMBANGAN MICROBIAL FUEL CELL MENGGUNAKAN
LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SEBAGAI ENERGI LAMPU RAMAH
LINGKUNGAN. Penulisan karya tulis ilmiah ini disusun sebagai syarat mengikuti
kegiatann “Lomba Karya Tulis Ilmiah 2020” YANG DISELENGGARAKAN
OLEH Unit Kegiatan Mahasiswa Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam
kesempatan ini, kami mengucapkan terimakasih kepaada:
1. Dr. Sifak Indana, M.Pd. selaku wakil dekan bidang kemahasiswaan

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri
Surabaya
2. Dr. Pramita Yakub, M.Pd. selaku dosen pembimbing kami.
3. Orang tua kami yang selalau mendoakan dan mendukung kami.
4. Seluruh tim yang telah membantu menyelesaikan penulisan karya tulis
ilmiah ini.
Penulis berharap penulisan karya tulis ilmiah ini dpat bermanfaat bagi
masyarakat untuk membangun wawasan dan ilmu pengetahuan. Penulis sadar
bahwa penulisan karya tulis ilmiah ini masih banyak kekurangan baik segi
penyusunan, penulisan, dan bahasa. Oleh karena itu, Penulis berharap kritik dan
saran sebagai masukan bagi penulis untuk yang lebih baik lagi.

Surabaya, 27 Juni 2020
Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman Sampul .......................................................................................................i
Lembar Pengesahan ................................................................................................ ii
Lembar Pernyataan ................................................................................................ iii
Kata Pengantar ........................................................................................................iv
Daftar Isi ..................................................................................................................v
Abstrak ....................................................................................................................vi
Daftar Gambar....................................................................................................... vii
Daftar Tabel ......................................................................................................... viii
Daftar Lampiran......................................................................................................ix

BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ..............................................................................................3
1.3 Tujuan ................................................................................................................3
1.4 Manfaat ..............................................................................................................2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Microbial Fuel Cell............................................................................................4
2.2 Energi Listrik .....................................................................................................7
2.3 Limbah Industri Pembuatan Tahu......................................................................7

BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian...................................................................................................9
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................................9
3.3 Tahapan Penelitian.............................................................................................9
3.4 Indikator Pencapaian........................................................................................11
3.5 Analisis Data ....................................................................................................11

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Limbah Cair Tahu ......................................................................12
4.2 Peran Bakteri Indigeneous pada Sistem MFC .................................................13
4.3 Pengujian Sistem MFC ....................................................................................13
4.4 Daya dan Energi Listrik pada Variasi Substrat................................................15

BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan ......................................................................................................18
5.2 Saran ................................................................................................................18

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................19
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ............................................................................22

vi

Energi Terbarukan

PENGEMBANGAN MICROBIAL FUEL CELL MENGGUNAKAN
LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SEBAGAI SUMBER ENERGI LAMPU

RAMAH LINGKUNGAN

(Dia Rohmatul Hidayah, Silvi Aviandari, Dhini Tri Wilujeng)
Universitas Negeri Surabaya
[email protected]

ABSTRAK
Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan salah satu teknologi konversi energi yang
memanfaatkan kemampuan metabolisme bakteri sebagai katalis untuk mengubah
energi kimia pada substrat bio-covertible seperti glukosa, asetat juga limbah cair
menjadi CO2, air ataupun energi listrik. Limbah cair hasil produksi tahu banyak
ditemukan dan perlu dilakukan upaya untuk memanfaatkannya sebagai energi
terbarukan berupa listrik. Di dalam limbah cair hasil produksi industri tahu
mengandung banyak bakteri indigineous yang memiliki kemampuan untuk
merubah menjadi energi listrik. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui besar listrik yang dihasilkan sebagai energi terbarukan, yang nantinya
dapat digunakan untuk menyalakan lampu LED sebagai sumber penerangan di
malam hari. Sehingga penting untuk diaplikasikan langsung terhadap kehidupan
sehari-hari dengan tujuan mengurangi limbah industri dan menjaga lingkungan dari
dampak negatif limbah berbahaya bahan kimia. Adapun metode yang digunakan
adalah dengan tiga tahap, yang pertama tahap pengumpulan limbah industri, tahap
kedua perakitan alat Microbial Fuel Cell (MFC) yang dimodifikasi, dan tahap
ketiga adalah pengukuran elektrisitas dari MFC satu bejana serta analisis kualitas
limbah cair. Harapannya dapat diperoleh hasil pengembangan MFC yang efisien
dan hasil daya (volt) yang besar dan dapat digunakan sebagai daya lampu yang
hemat energi dan ramah lingkungan.

Kata kunci: Microbial Fuel Cell (MFC), limbah cair tahu, bakteri indigineous,
energi terbarukan