Makalah Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa

wawasanpendidikan.com; kali ini sobat pendidikan berbagi lagi ilmu melalui makalah tentang Makalah Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa. semoga bermanfaat. dan selamat mencoba.

Makalah Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa
Makalah Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa
 
Sirup adalah cairan berkadar gula tinggi. Untuk rasa dan flavor, sirup dilarutkan dengan sari buah, atau larutan gula ditambah dengan buah. Makalah Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa Sirup markisa dapat disimpan lama tanpa penambahan bahan dan tanpa sterilisasi karena tingginya kadar gula (67,5%) dan rendahnya pH (di bawah 4,0). Pembuatan sirup markisa cukup mudah, dan dapat dikerjakan dengan alat sederhana. Pada tulisan ini dijelaskan pengelolaan sirup markisa untuk industri kecil.

A. BAHAN
  •  Markisa. Buah yang digunakan adalah buah yang sudah matang sempurna.
  • Gula psir putih bersih. Gula digiling ata diblender sampai halus.
  • Natrium bisulfit. Bahan ini digunakan untuk mencegah reaksi pencoklatan pada sari buah markisa.
  •  Bahan pewarna kuning untuk minuman dan makanan.
  • Air berkaporit 4-8 ppm. Untuk membuat 1 m 3 air berkaporit dilakukan dengan melarutkan 4 sampai 8 g kaporit ke dalam 1 m 3 air bersih.
  • Larutan CMC. Bahan ini digunakan utnuk mengentalkan sirup. Sebelum digunakan, CMC direndam di dalam air selama semalam. Setiap 1 gram CMC direndam di dalam 50 ml air. Setelah itu, dilakukan pengadukan agar semua CMC terlarut.

B. PERALATAN
  • Pisau dan talenan. Alat ini digunakan untuk membelah buah markisa yang akan diekstrak cairan buahnya.
  • Ember atau baskom plastik. Alat ini digunakan untuk menampung cairan (sari buah) dari hasil pemerasan markisa.
  • Kain saring. Alat ini digunakan untuk menyaring sari markisa.
  • Panci tahan asam. Alat ini digunakan untuk memasak sirup markisa.
  • Pemisah cairan buah. Alat ini digunakan untuk memisahkan cairan dari biji dan pulp. Ada dua jenis alat yang dapat digunakan untuk pemisah, yaitu alat pres, dan pemisah sentrifugal.

C. CARA PEMBUATAN

1.    Pencucian buah. Buah dicuci dengan deterjen, kemudian dibilas dengan air bersih. Setelah itu buah direndam di dalam air yang mengandung kaporit 4-8 ppm selama 15 menit. Setelah itu, buah ditiriskan.
2.    Ekstraksi sari buah. Buah dibelah dua, dan isi buah dikeluarkan dan buah ditempatkan pada wadah yang bersih.
  • Pemisahan dengan pemisah sentrifugal. Isi buah dimasukkan ke dalam selinder alat pemisah sentrifugal untuk pemisahan cairan sari buah dari biji dan pulp. Selinder dijalankan dengan motor listrik dengan kecepatan 3000-5000 rpm.
  • Pemisahan dengan alat pres. Pemisahan dapat juga dilakukan dengan alat pres. Isi dibungkus dengan kain blacu yang kuat, kemudian diperas dengan alat pres untuk mengeluarkan sari buah.
  • Jika tidak mempunyai alat pemisah, sari buah dapat diekstrak dengan menggunakan kain saring. Isi buah dengan kain saring, kemudian diremas-remas untuk mengeluarkan sari buahnya.
3.    Penambahan bahan pengawet. Sari buah hasil pemerasan disaring dengan kain saring, kemudian ditambah dengan natrium bisulfit dan natrium benzoat. Setiap 1 liter sari buah ditambah dengan 2 g natrium bisulfit, 0,5 g natrium benzoat.
4.    Pemisahan padatan dari cairan sari buah
  • Larutan ini dimasukkan ke dalam alat pemisah, kemudian didiamkan selama 2 malam di dalam lemari pendingin.
  • Pada dasar wadah akan terkumpul endapan dan cairan keruh. Endapan dan cairan keruh ini dibuang. Caranya dengan membuka saluran udara pada bagian atas alat pemisah, kemudian membuka saluran keluar pada dasar wadah. Dengan demikian endapan dan cairan keruh akan mengalir keluar.
  • Proses di atas tidak harus dilakukan. Dengan demikian proses dari No. 3 dapat dilanjutkan langsung ke No. 5.
5.    Pengentalan. Sari buah ditambah dengan larutan CMC untuk mengentalkan sari buah. Setiap 1 liter sari buah ditambah dengan 10 ml larutan CMC. Setelah itu dilakukan pengadukan agar CMC menyebar rata.
6.    Penambahan gula. Sari buah dipanaskan sambil diaduk dan ditambah asam sitrat dan gula sedikit demi sedikit sampai suhu mencapai 90°C. pemanasan pada suhu ini dipertahankan selama 15 menit. Setiap 1 liter sari buah ditambah dengan asam sitrat sebanyak 1-2 gram dan gula pasir sebanyak 1 kg.
7.    Penyiapan botol. Botol kaca disikat bagian dalamnya dengan detergen. Seluruh permukaan botol dicuci sampai bersih dengan menggunakan detergen. Botol dibilas sampai bersih. Kemudian bagian dalam botol dibilas dengan air panas. Setelah itu botol direbus di dalam air mendidih selama 30 menit.
8.    Pembotolan dan pasteurisasi. Botol diangkat dari air panas dan dibalikkan agar airnya keluar dari botol. Ketika botol masih panas, sirup yang masih panas dimasukkan ke dalam botol dengan bantuan corong sampai permukaan sirup 2 cm dari bibir botolpaling atas, kemudian botol segera ditutup dengan penutup botol. Setelah itu botol ini direbus di dalam air mendidih selama 30 menit.
9.    Penyimpanan. Sirup markisa ini dapat disimpan lama pada suhu kamar.


D. PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRI MARKISA
Industri pangan merupakan Industri yang bersifat sangat komplek. Misalnya adalah industri pengolahan buah markisa sebagai sirup dan sari buah markisa, serta aneka minuman dari buah markisa. Pendirian sebuah industri tentunya tidak lepas dari pengambilan sumber daya alam yang ada di sekitarnya, baik secara langsung maupun tidak langsung. Aspek lingkungan menjadi begitu penting karena berkaitan erat dengan perihal pembuangan limbah yang kerapkali menjadi permasalahan. Limbah seringkali masih mengandung zat-zat racun yang berbahaya, kadang mengandung bahan organik tinggi.

Sejalan dengan perkembangan industri pengolahan buah markisa ternyata menghasilkan limbah berupa kulit. Mengingat jumlah limbah yang tidak sedikit, maka perlu direncanakan pula tentang sistem pengelolaan lingkungannya agar tidak terjadi eksploitasi berlebihan. Untuk itu diperlukan pemikiranyang lebih lanjut dalam penanganan limbah. Limbah dari hasil pengolahan buah markisa ini meliputi kulit dan biji dari buah tersebut. Kulit markisa menjadi suatu permasalahan yang cukup serius bagi agroindustri buah markisa sebab 52% dari buah markisa adalah berupa kulit. Sedangkan 34% berupa jus dan 14% sisanya berupa biji. Dalam industri skala kecil, limbah markisa bukanlah permasalahan yang cukup serius.

Namun apabila dalam jangka waktu yang cukup panjang, limbah kulit markisa semakin bertambah..Sedangkan pada industri skala besar akan berdampak bagi proses produksi karena dampak yang ditimbulkan akibat penumpukan limbah mencemari lingkungan. Masa dekomposisi kulit markisa adalah 21 hari. Padahal, dalam sehari industri buah markisa rata-rata menghasilkan 1-3 ton limbah kulit markisa. Kulit markisa berpotensi sebagai bahan baku pembuatan bioetanol yang merupakan bahan bakar alternatif. Karena kulit markisa memiliki kandungan selulosa yang tinggi.
Dalam industri pengolahan buah markisa, apabila limbah dari sisa pengolahan buah markisa ini tidak mendapatkan perhatian khusus maka akan mengakibatkan dampak yang tidak baik bagi lingkungan. Sedangkan dampak yang diakibatkan itu sendiri adalah berupa limbah kulit markisa yang samakin menumpuk.

Dengan tidak ditanganinya limbah kulit markisa ini maka akan berakibat buruk bagi lingkungan sekitar tempat industri. Lingkungan yang sangat terpengaruh itu sendiri terutama adalah lingkungan masyarakat dan lingkugan alam sekitar.

Dampak bagi lingkungan masyarakat diantaranya, adanya polusi udara yang disebabkan oleh bau limbah kulit markisa yang membusuk. Selain itu permasalahan ini juga berdampak buruk bagi kesehatan masyarakat sekitar lingkungan industri pengolahan buah markisa. Sedangkan dampak yang diakibatkan terhadap lingkungan alam sekitar, yaitu terjadinya pencemaran yang mengakibatkan rusaknya lingkungan sekitar. Karena dengan dengan bertumpuknya limbah kulit markisa ini secara terus menerus, maka akan membuat keadaan tanah manjadi tidak produktif. Selain itu limbah yang tidak sadikit ini juga dapat memenuhi lahan produktif yang dapat dimanfaatkan di sektor pertanian.

Masa dekomposisi limbah kulit markisa ini adalah 21 hari, sedangkan limbah akan terus menumpuk sitiap harinya dalam jumlah yang tidak sedikit 1 ton/hari). Ini berarti bahwa apabila dalam tiap harinya misalnya 1 ton sedangkan waktu dekomposisinya 21 hari. Maka dalam waktu 21 hari jumlah limbahnya adalah 21 ton sadangkan yang terdekomposisi baru satu ton maka yang 20 ton masih berupa kulit markisa. Yang tidak terdekomposisi, apabila terdekomposisipun harus menunggu 431 hari, sedangkan limbah akan terus bertambah tiap harinya.

Pembuatan bioetanol dari limbah kulit markisa

Limbah kulit markisa merupakan hasil samping dari industri olahan buah markisa. Selama ini penanganan limbah kulit buah markisa hanya sampai tahap pembuangan atau berlanjut sebagai pakan ternak. Hal ini sangat disayangkan mengingat komposisi kulit markisa adalah 52% dari total komposisi buahnya serta banyaknya jumlah limbah yang dihasilkan. Selain itu, kandungan lignoselulosa yang tinggi yaitu 64,84% merupakan potensi utama yang dimiliki oleh kulit markisa sebagai bioetanol. Proses konversi pati menjadi etanol melalui 2 tahapan proses. Tahap awal adalah pembentukan sirup glukosa dengan perlakuan enzim dalam proses liquifikasi dan sakarifikasi. Berdasarkan hasil penelitian Asputri (2006) dan Lestari (2006) sirup glukosa talas dengan jumlah gula reduksi terbanyak diperoleh dengan perlakuan liquifikasi selama 2 jam dengan α-amilase sebanyak 0,065% dan sakarifikasi selama 72 jam dengan konsentrasi dextrozyme 0,06%. Tahap kedua yaitu fermentasi, dimana gula akan diubah menjadi etanol menggunakan Saccharomyces cerevisiae.

Menurut Puspaningsih, dkk (1999), produksi etanol dari pati memerlukan dua tahap reaksi, yaitu hidrolisa pati menjadi glukosa oleh amilase dan fermentasi glukosa menjadi etanol. S. cerevisiae hanya mampu melakukan reaksi tahap kedua saja. Fermentasi etanol oleh Saccharomyces cerevisiae dapat dilakukan pada pH 4-5 dengan temperatur 27-35ºC, proses ini dapat berlangsung 35-60 jam (Simanjuntak dan Silalahi, 2003)

Menurut Fardiaz (1998), fermentasi etanol meliputi 2 tahap, yaitu :


1.    Pemecahan rantai karbon jalur EMP (Embden Mayerhof Parnas) menghasilkan karbon teroksidasi yaitu asam piruvat. Jalur EMP terdiri dari beberapa tahap. masing-masing dikatalis oleh enzim tertentu. Jalur tersebut ditandai dengan pembentukan fruktosa difosfat, dilanjutkan dengan pemecahan fruktosa difosfat menjadi 2 molekul gliseral dehida fosfat (fosfogliserida) yang merupakan oksidasi yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim gliseraldehida fosfat dihidrogenase. Atom H yang terlepas akan ditangkap oleh nikotinamida-adenin-dinukleotida (NAD) membentuk NADH2. Proses fermentasi dapat berlangsung terus jika NADH2 dapat dioksidasi kembali pada tahap kedua fermentasi sehingga melepaskan atom H kembali. Jadi NAD berfungsi sebagai pembawa H dalam proses fermentasi. Reaksinya adalah sebagai berikut :

Glukosa + 2 (ADP + 2 NAD+ + Pi) 2 piruvat+ 2ATP+ 2(NADH+ H+)

Jalur dalam proses fermentasi alkohol sama dengan glikolisis sampai terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim berikutnya adalah reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehide, reaksi reduksi asetaldehide menjadi alkohol. Dalam reaksi pertama piruvat didekarboksilasi diubah menjadi asetaldehide dan CO2 oleh piruvat dekarboksilase, suatu enzim yang tidak terdapat dalam hewan. Reaksi dekarboksilasi ini merupakan reaksi yang tidak reversible, membutuhkan ion Mg++ dan koenzim tiamin piropospat. Dalam reaksi terakhir, asetaldehide direduksi oleh NADH dengan enzim alkohol dehidrogenase, menghasilkan etanol. Dengan demikian etanol dan CO2 merupakan hasil fermentasi alkohol dan jumlah energi yang dihasilkannya sama dengan glikolisis anaerob, yaitu 2 ATP (Simanjuntak dan Silalahi, 2003).

Untuk pembuatan bioetanol dari limbah kulit markisa dilakukan beberapa proses, pengikatan selulosa secara alami oleh hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, ini yang menyebabkan biomassa ini sulit untuk dihirolisis. Selulosa terdiri dari rantai panjang 1. Bahan baku glukosa yang membentuk rantai dengan pola ikatan tertentu. Cara yang sudah dikembangkan untuk melakukan hidrolisis kulit buah markisa berbasiskan enzim (Simanjuntak dan Silalahi, 2003).

Secara umum proses produksi ethanol dari lignoselulosa adalah sebagai berikut : Bahan baku à pretreatment à hidrolisis à fermentasi à destilasi dan dehidrasi à fuel grade ethanol. Bahan baku yang perlu diperhatikan adalah kulit markisa agar jangan sampai busuk. Karena apabila bahan baku (kulit markisa) ini busuk maka akan mempersulit proses hidrolisis bahan.


2. Pretreatment lignoselulosa
Biokonversi lignoselulosa menjadi ethanol jauh lebih sulit dari pada dari gula atau pati. Pretreatment dapat dilakukan secara mekanik/fisika, kimia, fisiko-kimia, atau biologi. Perlakuan pretreatment dapat meningkatkan hasil dan efisiensi hidrolisis limbah kulit markisa dan pada akhirnya dapat meningkatkan produksi ethanol. Biomassa lignoselulosa memerlukan pretreatment yang cocok. Karena pretreatment yang dilakukan menggunakan enzim, sehingga lebih ekonomis dalam proses penghidrolisisannya.


3.Teknik hidrolisis dan fermentasi
Hidrolisis adalah pemecahan dengan air. Selulosa dan hemiselulosa dipecah-pecah menjadi gula penyusunnya. Masalah pemecahan selulosa dan hemiselulosa dalam kulit markisa difokuskan pada integrasi hidrolisis dan fermentasi. Tahapan ini bisa digabungkan/diintegrasikan sehingga dapat meningkatkan efisiensi produksi.

4.Purifikasi bioethanol
Purifikasi dilakukan dengan dua tahap: distilasi dan dehidrasi. Destilasi relative sudah berkembang cukup baik. Namun, dehidrasi hanya bisa menghasilkan ethanol dengan kadar 95% saja. Sisa air dilakukan dengan dehidrasi. Nah, teknik dehidrasi ini banyak diteliti sekarang. Misalnya yang sudah jadi adalah dengan membuat zeolit sintetis yang dapat menyerap air (Simanjuntak dan Silalahi, 2003).

Manfaat yang dapat diberikan dari pengolahan limbah markisa sebagai bioetanol
Dengan pengolahan limbah markisa sebagai bioetanol yang mempunyai kadar yang dapat digunakan sebagai bahan bahan bakar pengganti minyak. Maka hasil pengolahan limbah kulit markisa ini akan bermanfaat bagi beberapa pihak yaitu:
  1. Bagi industri pengolahan buah markisa, pengolahan limbah kulit markisa menjadi bioetanol dapat membantu mengatasi permasalahan penanganan limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri.
  2. Bagi pemerintah, pengolahan limbah kulit markisa ini dapat menjadi alternatif penanganan masalah krisis energi yang dakibatkan oleh menurunnya produktifitas bahan bakar minyak yang disertai dengan meningkatnya harga.
  3. Bagi masyarakat, pengolahan limbah kulit markisa ini dapat mengurangi dampak yang ditimbulkan akibat penimbunan limbah kulit markisa.
  4. Dengan adanya unit pengolahan limbah bio etanol diharapkan dapat membuka lapangan kerja baru bagi masyarakat


semoga makala tentang Industri Pembuatan Sirup Serta Pemanfaatan Limbah Markisa dapat bermanfaat. selamat mencoba.