BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ubi kayu merupakan tanaman pangan dan perdagangan (cash crop). Sebagai tanaman perdagangan, ubi kayu menghasilkan starch, gaplek, tepung ubi kayu, etanol, gula cair, sorbitol, monosodium glutamate, tepung aromatic, dan pellets. Ubi kayu dapat menghidupi berbagai industri hulu dan hilir. Sebagai tanaman pangan, ubi kayu merupakan sumber karbohidrat bagi sekitar 500 juta manusia di dunia. Di Indonesia, tanaman ini menempati urutan ketiga setelah padi dan jagung. Sebagai sumber karbohidrat, ubi kayu merupakan penghasil kalori terbesar dibandingkan dengan tanaman lain.Ubi kayu merupakan umbi atau akar pohon yang panjang dengan fisik rata-rata bergaris tengah 2-3 cm dan panjang 50-80 cm, tergantung dari jenis Ubi kayu yang di tanam. Daging umbinya berwarna putih atau kekuning-kuningan, dan kulit Ubi kayu yang paling luar berwarna coklat tua. Umbi Ubi kayu merupakan sumber energi yang kaya karbohidrat namun sangat miskin protein. Sumber protein yang bagus justru terdapat pada daun Ubi kayu karena mengandung asam amino metionin. Belakangan ini banyak orang yang menganggap kulit Ubi kayu hanya sebagai limbah atau sampah dan sering kali disepelekan oleh sebagian besar orang,namun ternyata selain dianggap sebagai limbah dari tanaman Ubi kayu, kulit Ubi kayu memiliki kandungan Carbon, Hidrogen, oksigen, nitrogen, dan air sebagai unsur yang di butuhkan tanaman. Dalam hal ini penulis mencoba mengidentifikasi pemanfaatan limbah ubi kayu yang pada dasarnya tidak digunakan oleh sebagian masyarakat. Dalam pengidentifikasian ini penulis mengkaji pemanfaatan limbah ubi kayu sebagai produk makanan, pakan ternak, sumber energi ramah lingkungan, dan sebagai pupuk kompos. Diharapkan nantinya dengan pemanfaatan limbah ubi kayu ini dapat menjadi sesuatu yang bermanfaat di masa depan dan memiliki nilai ekonomis yang tinggi untuk menunjang kesejahtraan masyarakat.B. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mengidentifikasi pemanfaatan limbah sebagai produk makanan.

2. Mengidentifikasi pemanfaatan limbah sebagai sumber pakan ternak.

3. Mengidentifikasi pemanfaatan limbah sebagai sumber energi ramah lingkungan.

4. Mengidentifikasi pemanfaatan limbah sebagai pupuk kompos.

5. Menambah wawasan mahasiswa.

C. Manfaat penulisan

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mampu memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang pemanfaatan dan pengelolaan limbah ubi kayu.2. Menambah wawasan mahasiswa.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Klasifikasi Tanaman Ubi Kayu

Dalam sistematika tanaman, ubi kayu termasuk kelas Dicotyledoneae. Ubi kayu masuk dalam famili Euphorbiaceae yang mempunyai 7.200 spesies, beberapa diantaranya mempunyai nilai komersial, seperti karet (Hevea brasiliensis), jarak (Ricinus comunis dan Jatropha curcas), umbi-umbian (Manihot spp), dan tanaman hias (Euohorbia spp). Klasifikasi tanaman ubi kayu sebagai berikut :

Kelas

: Dicotyledoneae

Sub Kelas: Arhichlamydeae

Ordo

: Euphorbiales

Famili

: Euphorbiaceae

Sub Famili: Manihotae

Genus

: Manihot

Spesies

: Manihot esculenta Crantz

Manihot esculenta Crantz mempunyai nama lain M. utilissima dan M. alpi. Semua Genus Manihot berasal dari Amerika Selatan. Brazil merupakan pusat asal dan sekaligus sebagai pusat keragaman ubi kayu. Manihot mempunyai 100 spesies yang telah diklasifikasikan dan mayoritas ditemukan di daerah yang relatif kering.

Tanaman ubi kayu tumbuh di daerah antara 300 lintang selatan dan 300 lintang utara, yaitu daerah dengan suhu rata-rata lebih dari 180C dengan curah hujan di atas 500 mm/tahun

Namun demikian, tanaman ubi kayu dapat tumbuh pada ketinggian 2.000 m dpl atau di daerah sub-tropika dengan suhu rata-rata 160C. Di ketinggian tempat sampai 300 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan umbi dengan baik, tetapi tidak dapat berbunga. Namun, di ketinggian tempat 800 m dpl tanaman ubi kayu dapat menghasilkan bunga dan biji.

BAB IIIPEMBAHASAN

A. Pengolahan Limbah Ubi Kayu Sebagai Produk Makanan

Tiwul adalah sejenis makanan tradisional yang terbuat dari singkong. Tiwul sangat dikenal khususnya oleh masyarakat Jawa sejak dulu. Pada masa paceklik tiwul seringkali dijadikan sebagai makanan pengganti nasi. Pada saat ini tiwul masih banyak di jual di pasar-pasar tradisional sebagai makanan jajanan, tetapi sudah jarang dijadikan sebagai pengganti makanan pokok seiring dengan kemakmuran yang dicapai oleh masyarakat.

Proses pembuatan tiwul secara tradisional sangat sederhana sekali. Tahaptahapnya adalah sebagai berikut : 1. Kulit singkong dikupas.

2. Singkong kupas dipotong dan dibelah menjadi bentuk persegi panjang.3. Singkong belah dijemur hingga kering (disebut gaplek).4. Gaplek ditumbuk hingga menjadi tepung.5. Tepung diletakkan di atas tampah, kemudian diperciki air, selanjutnya tampah digoyang-goyang sampai terbentuk butiran-butiran kecil (disebut tiwul).6. Tiwul dikukus untuk menghasilkan tiwul yang siap untuk dikonsumsi.

Tiwul yang dibuat secara tradisional mempunyai kapasitas yang kecil, selain itu mutu yang rendah baik dari segi kualitas, higiene maupun nilai gizinya. Untuk mengangkat status tiwul dari makanan tradisional biasa menjadi makanan yang bermutu perlu ada perbaikan-perbaikan dalam proses pembuatannya.

Singkong harus dipilih yang berkualitas baik, karena untuk menghasilkan suatu produk yang bermutu harus berasal dari bahan baku yang bermutu pula. Singkong yang telah dikupas selanjutnya direndam dalam bak-bak perendaman dengan tujuan untuk pencucian. Kemudian singkong yang telah bersih dipotong-potong dengan menggunakan alat pemotong agar dihasilkan bentuk yang seragam, sehingga dalam proses pengeringan akan dihasilkan singkong yang mempunyai derajat kekeringan yang merata. Singkong yang telah kering digiling dengan hammer mill untuk menghasilkan tepung singkong. Tiwul yang akan dibuat berasal dari tepung singkong ini. Dengan menambahkan air pada tepung singkong akan dihasilkan butiran-butiran menyerupai beras. Proses berlangsung dengan menggunakan mesin pembutiran yang dirancang khusus. Butiran-butiran yang dihasilkan selanjutnya dikeringkan agar mempunyai daya simpan yang lama. Selanjutnya tiwul kering siap untuk dikemas.

Dari perbaikan proses pembuatan tiwul ini diharapkan dapat dihasilkan tiwul yang mempunyai mutu dan tingkat higiene yang lebih baik dibandingkan proses pembuatan secara tradisional. Selain itu dengan dikemas secara khusus tiwul diharapkan dapat dinikmati oleh masyarakat luas yang menyukainya. Untuk mengingkatkan nilai gizi tiwul dapat dilakukan proses nutrifikasi yaitu suatu proses penambahan zat gizi ke dalam bahan pangan agar memiliki nilai gizi yang lebih baik dari asalnya.

Proses nutrifikasi yang dapat dilakukan terhadap tiwul antara lain adalah penambahan vitamin atau mineral. Proses nutrifikasi dapat dilakukan pada tahap pembutiran. Air yang digunakan untuk membentuk butiran-butiran dapat ditambahkan bahan nutrifikan yang akan diberikan,yaitu berupa vitamin atau mineral. Dengan menambah zat gizi tertentu akan semakin meningkatkan status tiwul. Dari sini diharapkan tiwul dapat menjadi makanan yang disukai oleh masyarakat luas karena mutu, higiene, dan nilai gizinya, sekaligus kemudahan dalam memperolehnya.B. Pengolahan Limbah Ubi Kayu Sebagai Pakan TernakLimbah industri pengolahan ubi kayu bisa bermanfaat sebagai pakan ternak. Limbah industri ubi kayu yang sering disebut limbah tapioka atau onggok, harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu untuk menjadi pakan ternak yang mempunyai nilai gizi tinggi. Keadaan ini sangat menguntungkan untuk menjaga keseimbangan lingkungan di sekitar pabrik tapioka. Limbah industri pengolahan ubi kayu bisa bermanfaat sebagai pakan ternak. Limbah industri ubi kayu yang sering disebut limbah tapioka atau onggok, harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu untuk menjadi pakan ternak yang mempunyai nilai gizi tinggi. Keadaan ini sangat menguntungkan untuk menjaga keseimbangan lingkungan di sekitar pabrik tapioka. Peternak sudah biasa memanfaatkan limbah tapioka atau onggok untuk pakan ternak ruminansia (sapi, domba), karena onggok masih memiliki kandungan karbohidrat sebagai sumber energi, protein, lemak, dan air yang tinggi.

Proses pembuatan onggok dilakukan dengan cara fermentasi dengan menggunakan Aspergillus Niger (semacam kapang atau jamur). Ada juga campuran urea dan amonium sulfat sebagai sumber nitrogen anorganik. Ini akan membuat onggok memiliki kandungan energi lebih tinggi sebagai pakan. Proses fermentasi akan membutuhkan waktu sekitar 5-7 hari. Sebelum onggok difermentasikan, terlebih dahulu dijemur di bawah terik matahari.

Untuk fermentasinya, onggok yang telah kering dicampur dengan mineral dan diaduk rata tambahkan campuran air hangat 5-8 liter dan biarkan beberapa menit. Ini untuk menambah unsur mineral dalam onggok. Setelah onggok sudah dingin barulah dicampur Aspergillus niger. Campuran kapang inilah yang membuat onggok memiliki protein tinggi. Setelah didiamkan selama 5-7 hari, onggok diremas-remas dan dikeringkan, baru setelah itu siap dikemas dan dijual ke pabrik pakan ternak.Pengeringan adalah bagian penting sebelum dilakukan fermentasi pada onggok. Itu sebabnya, proses pengeringan onggok harus betul-betul sempurna dan dilakukan di bawah terik matahari. Pengeringan yang dilakukan di bawah terik matahari akan membuat onggok yang basah berubah bentuk seperti pasir kasar dan berwarna putih, sedangkan onggok yang setengah kering atau masih basah akan berbentuk seperti batu kerikil dengan warna coklat dan hitam.Memasuki musim hujan, proses pengeringan dengan bantuan oven akan membuat hasil onggok tidak bagus. Inilah yang membuat kualitas onggok berbeda. Makin putih dan kering, harga jual onggok akan makin mahal. Sebagai patokan harga onggok tergantung dari kualitas onggok yang dibedakan para penjualnya berdasarkan warna dan tingkat kekeringan onggok itu sendiri.Manfaat dari pakan ternak sendiri adalah :

1. Untuk hidup pokok binatang ternak itu sendiri.2. Pertumbuhan.3. Reproduksi.4. Laktasi.5. Gerak dan kerja.

Pengolahan dan pemanfaatan limbah pisang dan singkong menjadi pakan ternak memiliki kelemahan dan keunggulan sendiri, diantaranya adalah :

Kelemahan : 1. Kontinuitas tidak stabil

2. Serat kasar tinggi

3. Mengandung anti nutrisi

Kelebihan : 1. Murah

2. Tidak bersaing dengan manusia

3. Nilai tambah usaha taniC. Pengolahan Limbah Ubi Kayu Sebagai Sumber Energi Ramah LingkunganKulit ubi kayu mempunyai komposisi yang terdiri dari karbohidrat dan serat. Kulit ubi kayu mengandung ikatan glikosida sianogenik yaitu suatu ikatan organik yang dapat menghasilkan racun dalam jumlah 0.1% yang dikenal sebagai racun biru (linamarin). Oleh karena itu, pemanfaatan kulit ubi kayu belum terlalu luas. Namun sebenarnya racun tersebut dapat dihilangkan dengan cara menguapkannya atau mengeringkannya pada suhu tinggi.

Jumlah kulit singkong yang berada dalam jumlah masif ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku energi terbarukan yang ramah lingkungan, karena berperan sebagai sumber energi terbarukan, pemanfaatan limbah kulit ubi kayu yang dapat berdampak negatif pada lingkungan serta memberikan nilai tambah pada limbah.

Kulit singkong merupakan salah satu sumber bioetanol dari bahan berserat. Kulit singkong bisa berpotensi untuk diproduksi menjadi bietanol yang digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak. Adapun kulit singkong merupakan limbah dari tanaman singkong yang memiliki kandungan serat yang dapat digunakan sebagai sumber energi.

Bioetanol (C2H5OH) merupakan cairan dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol dapat juga diartikan juga sebagai bahan kimia yang diproduksi dari bahan pangan yang mangandung pati, seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki sifat menyerupai minyak premium.

Bahan baku pembuatan bioetanol ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:

1. Bahan sukrosa

Bahan-bahan yang termasuk dalam kelompok ini antara lain nira, tebu, nira nipati, nira sargum manis, nira kelapa, nira aren, dan sari buah mete.

2. Bahan berpati

Bahan-bahan yang termasuk kelompok ini adalah bahan-bahan yang mengandung pati atau karbohidrat. Bahan-bahan tersbut antara lain tepungtepung ubi ganyong, sorgum biji, jagung, cantel, sagu, ubi kayu, ubi jalar, dan lain-lain.

3. Bahan berselulosa (lignoselulosa)

Bahan berselulosa (lignoselulosa) artinya adalah bahan tanaman yang mengandung selulosa (serat), antara lain kayu, jerami, batang pisang, dan lain-lain. Berdasarkan ketiga jenis bahan baku tersebut, bahan berselulosa merupakan bahan yang jarang digunakan dan cukup sulit untuk dilakukan. Hal ini karena adanya lignin yang sulit dicerna sehingga proses pembentukan glukosa menjadi lebih sulit.

Bioetanolsecara umum dapat digunakan sebagai bahan baku industri turunan alkohol, campuran bahan bakar untuk kendaraan. Grade bioetanol harus berbeda sesuai dengan pengunaanya. Bioetanol yang menpunyai grade 90% - 96,5% volume digunakan pada industri, grade 96% - 99,5% digunakan dalam campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Besarnya grade bioetanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan harus betulbetul kering dananhydroussupaya tidak menyebabkan korosi, sehingga bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99,5% - 100% .

Bioetanol yang digunakan sebagai bahan bakar mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya lebih ramah lingkungan, karena bahan bakar tersebut memiliki nilai oktan 92 lebih tinggi dari premium nilai oktan 88, dan pertamax nilai oktan 94. Hal ini menyebabkan bioetanol dapat menggantikan fungsi zat aditif yang sering ditambahkan untuk memperbesar nilai oktan. Zat aditif yang banyak digunakan seperti metal tersier butil eter dan Pb, namun zat aditif tersebut sangat tidak ramah lingkungan dan bisa bersifat toksik. Bioetanol juga merupakan bahan bakar yang tidak mengakumulasi gas karbon dioksida (CO2) dan relatif kompetibel dengan mesin mobil berbahan bakar bensin. Kelebihan lain dari bioetanol ialah cara pembuatannya yang sederhana yaitu fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu.

Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati, hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanolatau bioetanol, dan destilasi bioetanol.

1. Isolasi pati kulit singkong

Kulit singkongsebagai bahan baku pati dibersihkan dari kotoran. Kulit singkong kemudian dipotong kecil-kecil lalu dikeringkan dengan cara dijemur dan diangin-anginkan sampai kering. Kulit singkong dibuat kering bertujuan agar lebih awet dan menghilangkan kandungan airnya sehingga diperoleh kulit yang kering dan dapat disimpan sebagai cadangan bahan baku.

Kulit singkong kering digiling dengan mesin penggiling atau ditumbuk dengan penumbuk sehingga menjadi serbuk halus. Serbuk kulit pisang lalu disaring atau diayak sehingga diperoleh pati yang homogen.

2. Hidrolisis pati menjadi glukosa

Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar di alam. Pati disimpan oleh tanaman sebagai cadangan makanan di dalam biji buah maupun di dalam umbi batang dan umbi akar. Pati merupakan polimer dari glukosa atau maltosa. Unit terkecil dari rantai pati adalah glukosa yang merupakan hasil fotosintesis di dalam bagian tubuh tumbuh-tumbuhan yang mengandung klorofil. Pati tersusun atas ikatan a-Dglikosida. Molekul glukosa pada pati dan selulosa hanya berbeda dalam bentuk ikatannya, a dan b, namun sifat-sifat kimia kedua senyawa ini sangat jauh berbeda.

Proses hidrolisis pati yaitu pengubahan molekul pati menjadi monomernya atau unit-unit penyususnya seperti glukosa. Hidrolisis pati dapat dilakukan dengan bantuan asam atau enzim pada suhu, pH, dan waktu reaksi tertentu. Pemotongan rantai pati oleh asam lebih tidak teratur dibandingkan dengan hasil pemotongan rantai pati oleh enzim. Hasil pemotongan oleh asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa, sementara enzim bekerja secara spesifik sehingga hasil hidrolisis dapat dikendalikan. Enzim yang dapat digunakan dalam proses hidrolisis pati adalah amilase. Enzim amilase merupakan endoenzim yangmenghidrolisis ikatan a- 1,4- glukosida secara spesifik.

Tahap ini merupakan tahap yang paling penting dalam proses pembuatan bioetanol, karena proses ini menentukan jumlah glukosa yang dihasilkan untuk kemudian dilakukan fermentasi menjadi bioetanol. Prinsip hidrolisis pati adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa atau monosakarida yaitu glukosa (C6H12O6). Pemutusan ikatan pada pati atau karbohidrat menjadi glukosa dapat menggunakan beberapa metode diantaranya yaitu metode kimiawi (hidrolisis asam) dan metode enzimatis (hidrolisis enzim). Metode kimiawi dilakukan dengan cara hidrolisis pati menggunakan asam-asam organik, yang sering digunakan adalah H2SO4, HCl, dan HNO3. Hasil pemotongan oleh asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa.Metode hidrolisis pati yang lebih sering digunakan adalah secara enzimatis dengan menggunakan enzim. Enzim yang umumnya digunakan adalah amilase, seperti a-amilase dan glukoamilase. a-amilase dapat menghidrolisis ikatan a-1,4-glukosida secara spesifik. Hasil hidrolisis tersebut diteruskan oleh glukoamilase yang dapat mengidrolisis ikatan a-1,4-glukosida dan a-1,6-glukosida menghasilkan glukosa. Glukoamilase ditambahkan dalam hidrolisis enzimatis agar proses pengubahan pati menjadi glukosa lebih banyak dihasilkan, karena glukoamilase dapat memutus ikatan pada pati yang belum terputus oleh penambahan a-amilase. Glukoamilase dapat menghidrolisis ikatan a-1,4- glukosida, tetapi hasilnya b-glukosa yang mempunya konfigurasi berlawanan dengan hasil hidrolisis oleh a-amilase, sehingga glukosa yang dihasilkan akan bertambah banyak atau melimpah.

Enzim amilase dapat diperoleh dari tanaman (kecambah barley, ubi jalar, kacang kedelai dan gandum), dan dari hewan yang terdapat dalam kelenjar pankreas. Kedua sumber enzim tersebut tidak potensial untuk memproduksi enzim, karena tanaman dan hewan memiliki beberapa kelemahan untuk dijadikan sebagai sumber enzim. Enzim dari tanaman bergantung pada variasi musim, konsentrasi rendah, dan membutuhkan biaya proses yang tinggi sedangkan enzim dari hewan memiliki persediaan yang terbatas dan adanya persaingan dengan manusia untuk pemanfaatan yang lain, sehingga perlu dicari sumber yang mampu menghasilkan enzim dalam jumlah yang tinggi dan menguntungkan secara ekonomis.

Mikroorganisme merupakan sumber yang paling banyak digunakan dalam menghasilkan enzim, karena mikroorganisme mudah untuk dikembangbiakan dan secara ekonomis menguntungkan. Mikroorganisme dapat dijadikan sebagai sumber enzim yang baik karena selain menguntungkan secara ekonomis, mikroorganisme memilki siklus hidup yang relatif lebih pendek sehingga produktivitasnya dapat ditingkatkan. Mikroorganisme penghasil enzim amilase dapat berupa bakteri dan kapang. Bakteri yang dapat menghasilkan amilase diantaranyaB. Subtilis, B .licheniformis, Aspergillus sp., Bacillus sp.,danBacillus circulans.Bakteri tersebut menghasilkan amilase yang bersifat termostabil yaitu, enzim tersebut dapat aktif atau bekerja dalam suhu yang tinggi sehingga proses hidrolisis akan menjadi lebih mudah dan cepat dengan adanya bantuan panas atau suhu, sehingga proses pemutusan ikatan polisakarida lebih mudah. Produk hidrolisis yang dihasilkan glukoamilase memiliki rasa yang lebih manis dibandingkan produk hidrolisis menggunakan asam klorida maupun asam oksalat, disamping itu penggunaan glukoamilase dapat mencegah adanya reaksi sampingan karena katalis enzim sangat spesifik.

Penggunaan aamilase dalam tahap likuifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 50,83 pada konsentrasi a-amilase 1,75 U/g pati dengan waktu likuifikasi 210 menit, serta glukoamilase pada tahap sakarifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 98,99 pada konsentrasi enzim 0,3 U/g pati dengan waktu sakarifikasi 48 jam.

Oleh karena itu, penggunaan hidrolisis secara enzimatis lebih prospek karena lebih ramah lingkungan, menguntungkan secara ekonomis, spesifik, sehingga jumlah glukosa yang dihasilkan melimpah dan tidak menghasilkan limbah dibandingkan penggunaan metode hidrolisis menggunakan katalis asam.

3. Fermentasi glukosa menjadi bioetanol

Proses fermentasi sering didefinisikan sebagai proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara aerobik, yaitu tanpa memerlukan oksigen. Senyawa yang dapat dipecah dalam proses fermentasi terutama adalah karbohidrat, sedangkan asam amino hanya dapat difermentasi oleh beberapa jenis bakteri tertentu. Prinsip dasar fermentasi adalah mengaktifkan kegiatan mikroba tertentu dengan tujuan mengubah sifat bahan agar dihasilkan suatu yang bermanfaat.

Perubahan tersebut karena dalam proses fermentasi jumlah mikroba diperbanyak dan digiatkan metabolismenya didalam bahan tersebut dalam batas tertentu. Menyatakan bahwa beberapa langkah utama yang diperlukan dalam melakukan suatu proses fermentasi diantaranya adalah :

a. Seleksi mikroba atau enzim yang sesuai dengan tujuan.

b. Seleksi media sesuai dengan tujuan.

c. Sterilisasi semua bagian penting untuk mencegah kontaminasi oleh mikroba yang tidak dikehendaki.

Yeast merupakan fungsi uniseluler yang melakukan reproduksi secara pertunasan (budding) atau pembelahan (fission). Yeast tidak berklorofil, tidak berflagella, berukuran lebih besar dari bakteri, tidak dapat membentuk miselium berukuran bulat, bulat telur, batang, silinder seperti buah jeruk, kadang-kadang dapat mengalami diforfisme, bersifat saprofit, namun ada beberapa yang bersifat parasit.

Saccharomyces cerevisiae merupakan yeast yang termasuk dalam kelas Hemiascomycetes,ordo Endomycetales, familiSaccharomycetaceae,Sub familiSaccharoycoideae, dan genus Saccharomyces.Saccharomyces cerevisiaemerupakan organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis dan disebut sebagai jasad sakarolitik, yaitu menggunakan gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme.Saccharomyces cerevisiaemampu menggunakan sejumlah gula, diantaranya sukrosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, mannosa, maltosa dan maltotriosa.Saccharomyces cerevisiaemerupakan mikrobia yang paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap kadar alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktifmelakukan aktivitasnya pada suhu 4 32oC.

Proses hidrolisis pati dengan metode enzimatis dan metode katalis asam akan menghasilkan glukosa sebagai bahan pembuatan bioetanol. Bioetanol yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk mengatasi krisis energi. Pembuatan bioetanol dari glukosa melibatkan proses fermentasi. Fermentasi adalah perubahan 1 mol glukosa menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO2.

Proses fermentasi dilakukan dengan menambahkan yeast atau ragi untuk mengkonversi glukosa menjadi bioetanol yang bersifat anaerob yaitu, tidak memerlukan okasigen (O2). Saccharomyces cerevisiaemerupakan mikroorganisme yang paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap kadar alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4 32oC.

S.Cereviceaeakan memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada jalur Embden-Meyerhof-Parnas. Asam piruvat, selanjutnya mengalami reaksi dekarboksilasi menjadi asetaldehid dan mengalami reaksi dehidrogenasi menjadi bioetanol.

4. Destilasi Bioetanol

Bioetanol hasil proses fermentasi dipisahkan dengan cara disaring, kemudian filtrat didestilasi sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang bebas dari kontaminan atau pengotor yang terbentuk selama proses fermentasi. Bioetanol yang dihasilkan dari destilasi pertama biasanya memiliki kadar sebesar 95%.

Destilasi merupakan proses pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya, titik didih etanol murni sebesar 78oC, sedangkan air adalah 100oC, dengan pemanasan larutan pada suhu rentang 78-100oC akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95% volume. Bioetanol dengan konsentrasi 95% belum dapat dijadikan sebagai bahan bakar.

Bioetanol yang digunakan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan harus benar-benar kering dan anhydrous supaya tidak korosif, sehingga bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99,5 100 % volume. Oleh karena itu, bioetanol hasil destilasi harus ditambahkan suatu bahan yang dapat menyerap atau menarik kandungan air yang masih terdapat dalam bioetanol, bahan yang sering digunakan diantaranya yaitu, CaCO3, dan zeolit atau dilakukan destilasi vakum, sehingga dapat dihasilkan bioetanol yang lebih murni yang dapat dijadikan sebagai bahan bakar.

Bioetanol memiliki banyak manfaat karena dicampurkan dengan bensin pada komposisi berapapun memberikan dampak yang positif dalam mengurangi emisi yang dihasilkan oleh bahan bakar minyak (bensin). Pencampuran bioetanol absolut sebanyak 10 % dengan bensin 90 % sering disebut gasohol E-10 yang memiliki angka oktan 92 dibanding dengan premium hanya 87-88. Bioetanol dikenal sebagai octan enhancer (aditif) yang paling ramah lingkungan dibandingkan TetraEthyl Lead (TEL) maupun Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE).D. Pengolahan Limbah Ubi Kayu Sebagai Sumber Pupuk OrganikKompos merupakan hasil fermentasi atau dekomposisi dari bahan-bahan organic seperti tanaman, hewan, atau limbah organic lainnya. Kompos mempunyai beberapa sifat yang menguntungkan antara lain:

1. Memperbaiki struktur tanah berlempung sehingga menjadi ringan.2. Mempeerbesar daya ikat tanah berpasir sehingga tanah tidak berderai.

3. Menambah daya ikat air pada tanah.4. Memperbaiki drainase dan tata udara dalam tanah.5. Mempertinggi daya ikat tanah tehadap zat hara.6.Mengandung hara yang lengkap, walaupun jumlahnya sedikit(jumlah hara ini tergantung dari bahanpembuat pupuk organic).7.Membantu proses pelapukan bahan mineral.8.Member ketersediaan bahan makanan bagi mikroba.9.Menurunkan aktivitas mikroorganisme yang merugikan.Ada beberapa masam pupuk dari bahan organic yang di kenal, yaitu pupuk kandang, humus, pupuk hijau, dan pupuk guano. Pupuk hijau dan pupuk guano tidak mengalami proses penguraian atau pengomposan, sedangkan puppuk kandang dan humus melalui proses pengomposan.

Kompos merupakan semua bahan organic yang telah mengalami degradasi/penguraian,pengomposan sehingga berubah bentuk dan sudah tidak dikenali lagi bentuk aslinya, berwarna kehitam-hitaman, dan tikdak berbau. Bahan organic ini berasal dari tanaman maupun hewan, termasuk kotoran hewan. Namun khusus pupuk yang di buat dari kotoran hewan biasa di sebut pupuk, kandang. Adapun humus adalah hasil proses humifikasi atau perubahan- perubahan lebih lanjut dari kompos. Proses humifikasi ini dapat berlangsung hingga ratusan tahun.

Proses pengomposan yang terjadi secara alami berlangasung dalam kurun waktu yang cukup lama. Sebagai contoh, pembuatan kompos memerluka waktu 2 sampai 3 bulan bahkan ada yang 6 sampai 12 bulan, tergantung dari bahannya. Sementara untuk membuat pupuk kandang di butuhkan waktu 2 3 bulan. Tenggang waaktu pembuatan Singkong organik yang cukup lama, sementara kebutuhan pupuk terus meningkat maka kemungkinan akan terjadi kekosongan. Oleh karena itu, para ahli ahli melakukan berbagai upaya untuk mempercepat proses pengomposan tersebut melalui berbagai penelitian, bebrapa hasil penelitian menunjukkan proses pengomposan dapat di percepat menjadi 2 3 minggu atau 1 1,5 bulan, tergantung pada bahan dasarnya.

1) Prinsip Pengomposan

Bahan organik tidak dapt langsung di gunakan atau di manfaatkan oleh tanaman karena perbanndingan C/N dalam bahan tersebut relatif tinggi atau tidak sama dengan C/N tanah. Nilai C/N merupakan hasil perbandingan antara karbohidrat dan nitrogen. Nilai C/N tanah sekitar 10 12. Apabila bahan organic mempunyai kandungan C/N mendekati atau sama dengan C/N tanah maka bahan tersebut dapat di gunakan ataun di serap tanaman. Namun, umumnya bahan organic yang segar mempunyai C/N yang tinggi, seperti jerami padi 50 70; daun daunan > 50(tegantung jenisnya ); cabang tanaman 15 60 (tergantung jenisnya ); kayu yang telah tua dapat mlencapai 400.

Prinsip pengomposan adalah menuirunkan C/N ratio bahan organic hningga sama dengan C/N tanah (