Bioethanol Synthesis from Areca Nut (Arecha catechu L.) Fiber Waste through Variations in Hydrochloric Acid Concentration and Hydrolysis Time: Sintesis Bioetanol dari Limbah Sabut Pinang (Arecha catechu L.) melalui Variasi Konsentrasi Asam Klorida Dan Waktu Hidrolisis

Sefrinus Maria Dolfi Kolo; Eduardus Edi; Desidarius Aki

doi:10.30595/jrst.v10i1.26945

Authors

Sefrinus Maria Dolfi Kolo Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia
Eduardus Edi Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia
Desidarius Aki Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.30595/jrst.v10i1.26945

Keywords:

Areca nut, Hydrolisis, Fermentation, Bioethanol, Energy

Abstract

Bioethanol is produced through the fermentation of glucose by microbes from biomass containing sugar, starch, cellulose, and lignocellulose. This study aims to determine the effect of varying concentrations of hydrochloric acid and hydrolysis time on the yield of reducing sugars and bioethanol concentration from areca nut husks. This study uses two independent variables, namely variations in acid concentration and hydrolysis time on the optimum acid concentration. The method used is the separate hydrolysis method and fermentation with variations in hydrochloric acid concentration of 1; 3; 5; and 7% and variations in hydrolysis time between 40; 50; 60; and 70 minutes at a temperature of 200°C. Fermentation was carried out with 10% inoculum using Saccharomyses cerevisiae yeast at room temperature for 4 days with a stirring speed of 200 rpm. Analysis of reducing sugars was carried out using a UV-Vis spectrophotometer, while ethanol content was analyzed using a GC-FID instrument. The results of the analysis showed that the optimum reducing sugar content was 65.25% obtained at a hydrochloric acid concentration of 3% and a hydrolysis time of 60 minutes. Ethanol analysis using GC-FID showed three peaks with an ethanol retention time of 3.263 minutes and an ethanol content of 22.29%.

ABSTRAK (Bahasa Indonesia)

Bioetanol dihasilkan melalui fermentasi glukosa oleh mikroba dari biomassa yang mengandung gula, pati, selulosa, dan lignoselulosa. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh variasi konsentrasi asam klorida dan waktu hidrolisis terhadap perolehan gula pereduksi dan konsentrasi bioetanol dari sabut pinang. Penelitian ini menggunakan dua variabel independen, yaitu variasi konsentrasi asam dan waktu hidrolisis terhadap konsentrasi asam optimum. Metode yang digunakan adalah metode hidrolisis terpisah dan fermentasi dengan variasi konsentrasi asam klorida 1; 3; 5; dan 7% serta variasi waktu hidrolisis antara 40; 50; 60; dan 70 menit pada suhu 200 °C. Fermentasi dilakukan dengan inokulum 10% menggunakan khamir Saccharomyses cerevisiae pada suhu kamar selama 4 hari dengan kecepatan pengadukan 200 rpm. Analisis gula pereduksi dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis, sedangkan kadar etanol dianalisis menggunakan instrumen GC-FID. Hasil analisis menunjukkan kadar gula pereduksi optimum sebesar 65.25% yang diperoleh pada konsentrasi asam klorida 3% dan waktu hidrolisis 60 menit. Analisis etanol menggunakan GC-FID menunjukkan tiga puncak dengan waktu retensi etanol 3.263 menit dan perolehan kadar etanol sebesar 22.29%.

Author Biographies

Sefrinus Maria Dolfi Kolo, Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

Eduardus Edi, Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

Desidarius Aki, Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

Program Studi Kimia, Fakultas Pertanian Sains dan Kesehatan, Universitas Timor, Kefamenanu, Indonesia

References

Ahmad, A., Muria, R., & Hilmiyati, D. (2020). Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengaruh Konsentrasi H2SO4 (Asam Sulfat) pada Proses Hidrolisis dan Waktu Fermentasi Terhadap Pemanfaatan Limbah Sagu Menjadi Bioetanol. Jurusan Teknik Kimia, 14–15.

Andara, S., ZA, N., Kamar, I., Jalaludin, J., & Fibarzi, W. U. (2025). Pembuatan Bioetanol Dari Kulit Nanas Dengan Metode Hidrolisis Dan Fermentasi Dengan Menggunakan Saccharomyces cerevisiae. Chemical Engineering Journal Storage, 5(5), 937–948. https://doi.org/https://doi.org/10.29103/cejs.v5i5.21332

Batu, M. S., Naes, E., & Kolo, M. M. (2022). Pembuatan Karbon Aktif Dari Limbah Sabut Pinang Asal Pulau Timor Sebagai Biosorben Logam Ca Dan Mg Dalam Air Tanah. In Jurnal Integrasi Proses (Vol. 11, Issue 1). http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

Bello, A., Ibrahim, U. B., Fardami, A. Y., Farouq, A. A., & Karaye, I. U. (2025). Bioethanol Production from Bitter Yam Peels Using Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae. FUOYE Journal of Pure and Applied Sciences, 10(3), 1–17. https://doi.org/10.55518/fjpas.RILT3476

Bere, R. B. (2023). Kabupaten Malaka Dalam Angka 2023.

Bria, P. M., & Kolo, S. M. D. (2023). Synthesis from Brown Seaweed (Sargassum sp) from Timor Island as Renewable Energy. Eksergi. Jurnal Ilmiah Teknik Kimia, 20(3), 162–167. https://doi.org/10.31315/e.v201i3

Galung, F. S. (2021). Analisis Kandungan Karbohidrat (Glukosa) Pada Salak Golla – Golla Salacca edulis. Journal of Agrit, 5(1), 10–14.

Han, S., Lee, S. M., & Kim, J. S. (2022). Kinetic Study of Glucose Conversion to 5-hydroxymethylfurfural and Levulinic Acid Catalyzed by Sulfuric Acid. Korean Chemical Engineering Research, 60(2), 193–201.

Jakob, A., Likozar, B., & Grilc, M. (2024). Model-Assisted Optimization of Xylose, Arabinose, Glucose, Mannose, Galactose and Real Hemicellulose Streams Dehydration To (Hydroxymethyl)Furfural and Levulinic Acid. ChemSusChem, 17(24), 1–15.

Jayanna, N. K. K., Rajanna, S. K. S., Nayaka, S. S., Sheshagiri, A., Kumar, R. K. S., & Basaiah, T. (2019). Effect of Biological Pre-Treatment With the Selective Fungi Aspergillus Niger and Phanerochaete Chrysosporium Ncim 1197 on Enzymatic Hydrolysis of Areca Nut (Areca Catechu L.) Husk for Bioethanol Production By Yeasts and Zymomonas Mobilis Ncim 2915. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Sciences, 21(1), 179–188.

Kolo, S. M. D., Obenu, N. M., Bria, P. M., Abi, H., Seran, B. B., & Wahyuningrum, D. (2024). The Optimization of Initial Treatment of Seaweed Ulva reticulata Using CEM Synthesizer Method for Bioethanol Production. Journal of the Turkish Chemical Society, Section A: Chemistry, 11(2), 403–412. https://doi.org/10.18596/jotcsa.1336106

Kolo, S. M. D., Obenu, N. M., Bria, P. M., Klau, W. H., Abi, M. O., Tae, J. S., & Wahyuningrum, D. (2024). The Effect of Fermentation Time, pH and Saccharomyces Cerevisiae Concentration for Bioethanol Production from Ulva Reticulata Macroalgae. Trends in Sciences, 21(5). https://doi.org/10.48048/tis.2024.7484

Kolo, S. M. D., Obenu, N. M., Kefi, L., & Fuel, F. F. (2023). Optimasi Proses Hidrolisis Rumput Laut Ulva Reticulata dengan Pelarut HNO3 untuk Produksi Bioetanol. Jurnal Riset Kimia, 14(1), 12–23. https://doi.org/10.25077/jrk.v14i1.574

Kolo, S. M. D., Obenu, N. M., & Rohi, N. T. (2022). Pengaruh Perlakuan Awal Ampas Biji Jewawut (Setaria italica L.) dengan Microwave Irradiation untuk Produksi Bioetanol. ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 18(2), 183–192.

Kolo, S. M. D., Obenu, N. M., & Tuas, M. Y. C. (2022). Pengaruh Pretreatment Makroalga Ulva Reticulata Menggunakan Microwave Irradiation Untuk Produksi Bioetanol. Jurnal Kimia, 16(2), 212–219.

Kolo, S. M. D., Presson, J., & Amfotis, P. (2021). Produksi Bioetanol sebagai Energi Terbarukan dari Rumput Laut Ulva reticulata Asal Pulau Timor. ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 17(2), 159–167. https://jurnal.uns.ac.id/alchemy/

Kolo, S. M. D., Wahyuningrum, D., & Hertadi, R. (2020). The Effects of Microwave-Assisted Pretreatment and Cofermentation on Bioethanol Production from Elephant Grass. International Journal of Microbiology, 2020(November), 1–11. https://doi.org/10.1155/2020/6562730

Lovisia, E. (2022). Bioetanol dari Singkong sebagai Sumber Energi Alternatif. Science, and Physics Education Journal (SPEJ), 6(1), 8–14. https://doi.org/10.31539/spej.v6i1.5007

Mahardhika, K. M. D., Suwandi, & Bharata, H. A. (2018). Proses Pembuatan Bioetanol dari Jerami Padi dengan Metode SSF Delignifikasi Asam dan Metode SHF. e-Proceeding of Engineering, 5(1), 954–958.

Nadliroh, K., & Fauzi, A. S. (2021). Optimasi Waktu Fermentasi Produksi Bioetanol dari Sabut Kelapa Muda Melalui Distilator Refluks. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin Undiksha, 9(2), 124–133. https://doi.org/10.23887/jptm.v9i2.39002

Naiheli, O., Kolo, S. M. D., Mere, J. K., & Bria, P. M. (2024). Sintesis Bioetanol Dari Limbah Pinang (Areca catechu L.) Dengan Microwave Irradiasi Menggunakan Katalis H2SO4. Redoks, 9(1), 23–30.

Nggai, S. Y. M., Kolo, S. M. D., & Sine, Y. (2022). Pengaruh Perlakuan Awal Hidrolisis Ampas Sorgum (Sorghum Bicolor L.) terhadap Fermentasi untuk Produksi Bioetanol sebagai Energi Terbarukan. ALCHEMY: Journal of Chemistry, 10(2), 33–40.

Schmidt, A. R., Dresch, A. P., Marth, J., Giehl, A., Fogolari, O., Dallago, R. M., Treichel, H., Mibielli, G. M., Alves Jr, S. L., & Bender, J. P. (2025). Impact of Oxalic Acid Pretreatment on the Solubility and Fermentability of Hemicelluloses in Brewer ’ s Spent Grain. Industrial Biotechnology, 21(5), 330–343. https://doi.org/10.1089/ind.2024.0045

Shirvanyan, A., Daniyarova, A., Vassilian, A., Poladyan, A., Kumar, G., Orynbekov, D., Bekbayev, K., & Trchounian, K. (2025). Biomass and Bioethanol Production from Pretreated Mixed Fruit Peel Hydrolysate using Saccharomyces Cerevisiae Strains at Different pH and Oxygen Conditions. BMC Biotechnology, 25(136), 1–18.

Timmermans, E., Bautil, A., Brijs, K., Scheirlinck, I., Meulen, R. Van Der, & Courtin, C. M. (2022). Sugar Levels Determine Fermentation Dynamics during Yeast Pastry Making and Its Impact on Dough and Product Characteristics. Foods, 11(1388), 1–18.

Widyastuti, D. A., Minarti, I. B., & Ula, N. (2022). Pengaruh Variasi Massa Ragi Saccharomyces cerevisiae Dan Lama Fermentasi Terhadap Densitas Dan Rendemen Bioetanol Alang-Alang (Imperata Cy- lindrica). Jurnal Ilmiah Teknosains, VIII(1), 54–59. https://doi.org/https://doi.org/10.26877/jitek.v8i1/Mei.12572

Wiratno, E. N., Ardyati, T., & Wardani, A. K. (2014). Effect of Reducing Sugar and Total Nitrogen to Ethanol Production from Molasses by Saccharomyces cerevisiae. The Journal of Experimental Life Science, 4(2), 50–55.

Zhou, J., Lv, P., He, B., Wu, J., Wang, G., Ma, H., Wang, Y., & Chen, G. (2024). Optimisation of the Ethanol Fermentation Process Using Hydrothermal Pretreatment of Cellulose Waste — Effect of Fermentation Pattern and Strain. Molecules, 2024(29), 1–13.