LAPORAN TETAP TEKNOLOGI BIOMASSA PEMBUATAN BIOETANOL DARI TETES TEBU
DISUSUN OLEH : AGUSTIAWAN
0610 4041 1381
ANJAR EKO SAPUTRO
0610 4041 1382
NURUL KHOLIDAH
0610 4041 1393 1393
RAMANTA
0610 4041 1395
RENI AFRIYANI
0610 4041 1396
ROFFINA
0610 4041 1398
SINGGIH EKO PRABOWO
0610 4041 1400
KELAS 6 EGA/ Reguler (Pagi) DOSEN PEMBIMBING : Ir. Erlinawati, M.T
JURUSAN TEKNIK KIMA PROGRAM STUDI DIV TEKNIK ENERGI
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2013
PEMBUATAN BIOETANOL DARI TETES TEBU
I.
TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa mampu: 1. Membuat bioetanol dan mengerti prinsip pembuatan bioetanol 2. Menganalisa produk bioetanol dari tetes tebu 3. Memanfaatkan biomassa menjadi bioetanol
II.
ALAT DAN BAHAN
1. Alat yang digunakan
Erlenmeyer
Gelas kimia
Gelas ukur
Termometer
Corong gelas
Labu leher dua
Unit distilasi
Kertas pH
Refraktometer
Selang
2. Bahan yang digunakan
III.
Tetes tebu
Fermipan
Aquadest
Pupuk NPK (Urea)
DASAR TEORI
3.1 Tetes Tebu
Molase adalah hasil samping yang berasal dari pembuatan gula tebu ( saccharum officinarum L). L). Tetes tebu berupa cairan kental dan diperoleh dari tahap pemisahan kristal gula. Molase tidak dapat lagi dibentuk menjadi sukrosa namun masih mengandung gula dengan kadar tinggi 50 – 50 – 60%, 60%, asam amino dan mineral. Tingginya kandungan gula dalam molase sangat potensial dimanfaatkan sebagai bahan baku bioetanol. (Anonim, 2011)
Molase masih mengandung kadar gula yang cukup untuk dapat menghasilkan etanol dengan proses fermentasi, biasanya pH molase berkisar antara 5,5 – 6,5. Molase yang masih mengandung kadar gula 10 – 18% telah memberikan hasil yang memuaskan dalam pembuatan etanol. Tebu (Saccharum officinarum L) kedudukannya dalam ilmu taksonomi tumbuhan adalah: Klasifikasi Kingdom
: Plantea
Subkingdom : Tracheobionta Superdivisi
: Spermatophyta
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Liliopsida
Subkelas
: Commelinidae
Ordo
: Poales
Famili
: Poaceae
Genus
: Sascharum
Spesies
: Saccharym officinarum
Sifat fisika dan kimia dari tetes tebu Bentuk
: Kental, cokelat kehitaman
pH
: 5,3
Titik beku
: - 18oC
Titik didih
: 107 oC
Specific gravity
: 1.4
Kelarutan dalam air
: Sangat larut
Viskositas
: 4,323 cp
Panas spesifik
: 0,5 kkal/kg oC
Densitas
: 1,47 gr/mL
3.2 Bioetanol
Etanol merupakan senyawa hidrokarbon dengan gugus Hydroxyl (-OH) dengan 2 atom karbon (C) dengan rumus kimia C 2H5OH. Etanol lebih dikenal dengan Etil Alkohol berupa bahan kimia yang diproduksi dari bahan baku tanaman yang mengandung karbohidrat seperti ubi kayu, ubi jalar, sargum, beras, ganyong dan sagu yang kemudian populer dengan nama bioetanol. Bahan baku lainnya adalah tanaman atau buah yang mengandung gula seperti tebu,
nira, mangga, nanas, pepaya, anggur, lengkeng dan lainnya. Bahan berserat (selulosa) seperti sampah organik dan jerami padi pun saat ini telah menjadi salah satu alternatif penghasil bioetanol. Namun, dari semua jenis tanaman tersebut tetes tebu merupakan bahan baku yang paling banyak menghasilkan etanol jika diolah. Bioetanol yang mempunyai grade 90-95% biasanya digunakan pada industri, sedangkan bioetanol yang mempunyai grade 95 – 99% atau disebut alkohol teknis digunakan sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Sedangkan grade etanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar kendaraan bermotor harus betul-betul kering dan anhydrous supaya tidak menimbulkan korosi, sehingga etanol harus mempunyai grade tinggi antara 99,6 – 99,8% ( Fuel Grade Ethanol = FGE ). Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh terhadap konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air.
3.3 Proses Distilasi Bioetanol
Produksi etanol/bioetanol (alkohol) dengan bahan baku yang mengandung pati atau karbohodrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Tabel 1. Konversi Bahan Baku Tanaman yang Mengandung Pati atau Karbohidrat dan Tetes Tebu Menjadi Bioetanol Bahan Baku
Jenis
Konsumsi
Kandungan
Jumlah hasil
gula dalam
konversi
bahan baku
bioetanol
(kg)
(liter)
Perbandingan bahan baku dan bioetanol
Ubi kayu
1000
250 – 300
166,6
6,5 : 1
Ubi jalar
1000
150 – 200
125
8:1
Jagung
1000
600 – 700
200
5:1
Sagu
1000
120 – 160
90
12 : 1
Tetes tebu
1000
500
250
4:1
Glukosa dapat dibuat dari pati-patian, proses pembuatannya dapat dibedakan berdasarkan zat pembantu yang digunakan, yaitu hidrolisa asam dan hidrolisa enzim. Dalam proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air dilakukan dengan penambahan air dan enzym, kemudian dilakukan proses peraguan atau fermentasi gula menjadi etanol dengan menambahkan yeast atau ragi. Reaksi yang terjadi pada proses
produksi etanol/bioetanol secara sederhana ditunjukkan pada reaksi 1 dan 2. H2O (C6H10O5)n Pati
N C6H12O6 Enzyme
.................... (1)
Glukosa
Menurut Gay Lussac, proses fermentasi alkohol ditunjukkan reaksi berikut: (C6H12O6)n Glukosa
2 C2H5OH + 2 CO 2 Yeast (ragi)
........ (2)
Etanol
Secara singkat, teknologi proses produksi etanol/bioetanol dapat dibagi menjadi tiga (3) yaitu persiapan bahan baku, likuifaksi dab sakarifikasi, disti lasi dan dehidrasi. a. Persiapan Bahan Baku
Bahan baku untuk produksi bioetanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal tebu ( sugarcane), gandum manis ( sweet sarghum) atau yang menghasilkan tepung seperti jagung ( corn), singkong (cassava) dan gandum ( grain sorghum) di samping bahan lainnya. b. Liquifaksi dan Sakarifikasi
Kandungan karbohidrat berupa tepung atau pati pada bahan baku singkong dikonversi menjadi gula kompleks menggunakan enzyme Alfa Amylase melalui proses pemanasan (pemaukan) pada suhu 90oC (hidrolisis). Pada kondisi ini tepung akan mengalami gelatinasi (mengental seperti jelly). Pada kondisi optimum Enzyme Alfa Amylase bekerja memecahkan struktur tepung secara kimia menjadi gula kompleks (dextrin). Proses liquifaksi selesai ditandai dengan parameter di mana bubur yang diproses berubah menjadi lebih cair seperti sup. Sedangkan proses sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana) melibatkan tahapan berikut: -
Pendinginan bubur sampai mencapai suhu optimum enzyme glukosa amilase bekerja
-
Pengaturan pH optimum enzim
-
Penambahan Enzyme Glukosa Amilase secara tepat dan mempertahankan pH serta suhu pada 60 o C hingga proses sakarifikasi (dilakukan dengan melakukan petesan kadar gula sederhana yang dihasilkan).
c. Fermentasi
Pada tahap ini, tepung telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dengan kadar gula berkisar antara 5 hingga 12 %. Tahapan selanjutnya adalah mencampurkan ragi (yeast) pada cairan bahan baku tersebut dan mendiamkannya dalam wadah tertutup (fermentor) pada kisaran suhu optimum 27 s/d 32 oC selama kurun waktu 5
hingga 7 hari (fermentasi secara anaerob). Keseluruhan proses membutuhkan ketelitian agar proses fermentasi bahan baku tidak terkontaminasi oleh mikroba lainnya. Dengan kata lain, sejak proses persiapan bahan baku, liquifaksi dan sakarifikasi hingga fermentasi harus pada kondisi bebas kontaminan. Selama proses fermentasi akan menghasilkan cairan etanol/alkohol dan CO2. Hasil dari fermentasi berupa cairan mengandung alkohol/etanol berkadar rendah antara 7 hingga 10% (biasa disebut cairan beer). Pada kadar etanol max.10% ragi menjadi tidak aktif lagi karena kelebihan alkohol akan berakibat racun bagi ragi itu sendiri dan mematikan aktifitasnya. d. Distilasi
Distilasi atau penyulingan dilakukan untuk memisahkan alkohol dalam cairan beer hasil fermentasi. Dalam proses distilasi, pada suhu 78 oC (setara dengan titik didih alkohol) etanol akan menguap lebih dulu ketimbang air yang bertitik didih 100
o
C. Kegiatan
penyulingan etanol merupakan bagian terpenting dari keseluruhan proses produksi bioetanol. Penyulingan etanol dapat dilakukan dengan 2 cara: 1. Penyulingan dengan teknik dan distilator tradisional (konvensional). Dengan cara ini kadar etanol yang dihasilkan hanya berkisar antara 20 s/ d 30% 2. Penyulingan dengan teknik dan distilator modern kolom bertingkat (reflux). Dengan cara ini kadar etanol yang dihasilkan mampu mencapai 60 – 90% melalui 2 tahapan penyulingan. e. Dehidrasi
Hasil penyulingan berupa etanol berkadar 95% belum dapat larut dalam bahan bakar bensin. Untuk substitusi BBM diperlukan et anol berkadar 99,6 – 99,8% atau disebut etanol kering. Untuk pemurnian etanol 95% diperlukan proses dehidrasi (distilasi absorben) menggunakan beberapa cara, antara lain: 1. Cara kimia dengan menggunakan batu gamping 2. Cara fisika dengan proses penyerapan menggunakan zeolit sintesis. Hasil dehidrasi berupa etanol berkadar 99,6 – 99,8% sehingga dapat dikategorikan sebagai Fuel Grade Ethanol (FGE).
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN 4.1 Persiapan Sampel
a. Menyiapkan sampel tetes tebu atau molase. - Kadar gula yang diinginkan pada tetes tebu/molase < 14 % Melarutkan 28 Kg (22,5 L) molase dengan 72 liter air, memasukkan ke dalam fermentor. (Total larutan 94,5 liter) atau gula pasir sebanyak 1 kg dilarutkan dalam 7,1 liter air.
b. Penambahan Urea dan NPK Urea dan NPK berfungsi sebagai nutrisi ragi. - Urea sebanyak 0,5 % dari kadar gula dalam larutan fermentasi (70 gr Urea untuk 94,5 liter larutan) - NPK sebanyak 0,1 % dari kadar gula dalam larutan fermentasi (14 gr Urea untuk 94,5 liter larutan)
a. Penambahan Ragi Bahan aktif ragi roti adalah
Saccharomyces Cereviseae yang dapat
memfermentasi gula menjadi etanol. - Ragi roti 0,2 % dari kadar gula (28 gr ragi roti diberi air hangat-hangat kuku secukupnya lalu diaduk perlahan hingga tampak berbusa)
4.2 Proses Fermentasi
Proses pembuatan bioetanol menggunakan bahan baku tetes tebu berbeda dengan pembuatan bioetanol menggunakan ubi kayu maupun sekam padi yang memerlukan perisapan bahan baku dan proses liquifaksi dan sakarifikasi melainkan lengsung masuk ke proses fermentasi. Proses fermentasi dilakukan dengan melalui tahapan-tahapan yaitu : a. Memasukkan sampel tetes tebu/molase, urea, NPK, dan ragi ke dalam fermentor
kemudian
menutup
rapat.
Fermentor
dihubungkan
dengan
penampung yang diisi NaOH untuk menangkap gas CO 2 b. Pada proses fermentasi akan timbul gelembung-gelembung udara, ini adalah gas CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi.
c. Selama proses fermentasi mengusahakan suhu tidak melebihi 36 oC dan pH = 4,5 -5 selama 66 jam = 2,5 hari d. Tanda fermentasi selesai adalah tidak terlihat lagi adanya gelembunggelembung udara. Kadar etanol dalam cairan fermentasi ±7-10 %
4.3 Proses Distilasi
Hasil dari proses fermentasi berupa cairan bioetanol berkadar 7-10% tersebut didistilasiuntuk mendapatkan bioetanol berkadar diatas 90%. Proses distilasi tersebut dilakukan melalui tahap-tahap yaitu: a. Menyaring cairan dari bioetanol yang telah difermentasi b. Mencatat volume cairan bioetanol tersebut c. Menyiapkan seperangkat unit distilasi d. Masukkan cairan hasil fermentasi kedalam distilator. Suhu dipertahankan 79°C - 81°C. Pada suhu ini etanol sudah menguap, tetapi air tidak menguap. e. Mengamati dan mencatat suhu tetesan pertama distilat f. Pada distilasi ini didapat etanol dengan kadar < 95 %. Bila kadar < 95 % maka distilasi perlu diulangi lagi ( reflux ) hingga kadar etanol = 95 % g. Bila kadar etanol = 95 %, lakukan proses dehidrasi atau penghilangan H 2O. Dengan penambahan kapur tohor atau zeolit sintesis dan didiamkan selama 1 hari. h. Kemudian distilasi lagi hingga kadar etanol = 99,5 % i.
Setelah distilasi selesai, mencatat volume distilat (bioetanol)
4.4 Analisa Bioetanol
Setelah dilakukan proses distilasi dan didapatkan bioetanol yang berkadar sekitar 90% selanjutnya bioetanol tersebut harus dianalisa. Analisa tersebut berupa pngukuran pH dan pengukuran indeks bias. a. Pengukuran pH 1. Mempersiapkan bioetanol dan kertas pH 2. Mencelupkan kertas pH kedalam cairan bioetanol 3. Mencocokkan warna pH yang didapat dengan parameter pH 4. Mencatat harga pH
b. Pengukuran Indeks Bias 1. Mempersiapkan bioetanol dan alat refraktometer 2. Meneteskan sampel (bioetanol) ke alat refraktometer 3. Melakukan pengukuran dan mencatat nilai indeks biasnya
V.
DATA PENGAMATAN
5.1 Data Berat Sampel Berat (kg) Berat Sampel
Berat
Berat
galon +
galon
galon +
Sampel
kosong
Sampel
setelah
Berat sampel
Berat
setelah
distilat
distilasi
pemanasan
Tetes Tebu
0.5
2.617
2.58
6.8
0.297
Air Gula
0.5
1.658
1.64
5.2
0.306
5.2 Data Volume Sampel Volume (Liter) Volume
Volume
sampel
sampel
sebelum
setelah
fermentasi
fermentasi
Tetes Tebu
2
1.985
0.3
0.0095
Air Gula
1
0.995
0.3
0.007
Sampel
Volume sampel yang di distilasi
Volume distilat
5.3 Fermentasi Sifat Fisik Bahan
Warna
Bau
Sebelum Sesudah Sebelum
Tetes
Kuning
Kuning
Tebu
keruh
keruh
Gula
Putih
Urea
NPK
Ragi Roti
Berat
Sesudah
Sebelum Sesudah
Berbau
Menyengat
Cairan
Cairan
Putih
Tidak
Menyengat
Padatan
Cairan
Putih
Putih
Berbau
Tidak
Padatan
Biru
Biru
Tidak
Tidak
Padatan
Kuning
Kuning
Berbau
Berbau
Padatan
Harga
Rp 17.000 Rp 13.000
Padatan Terlarut Padatan Terlarut Padatan
Rp
Terlarut
2.000
5.4 Distilasi Sifat Fisik Sampel
Tetes Tebu Air Gula
Warna
Bau
Bentuk
Sebelum
Sesudah
Sebelum
Sesudah
Sebelum
Sesudah
Kuning
Bening
Menyengat
Berrbau
Cairan
Cairan
Putih
Bening
Menyengat
Berbau
Cairan
Cairan
5.5 Analisa Bioetanol Analisa Sampel
Tetes Tebu Larutan Gula
VI.
pH
Indeks Bias
Density (gr/mL)
Suhu
Sebelum
Sesudah
Sebelum
Sesudah
Sebelum
Sesudah
(°C)
3
4
1.333
1.358
0.8
0.71
85
2
3
1.335
1.354
1.2
0.74
86
PERHITUNGAN
6.1 Menghitung fermentor tetes tebu
CO2 = … gr
V= 2000 mL
FERMENTOR
m = 2117 gr
V= … ml m= …gr
Urea = 1.48 gr NPK = 0.29 gr
Ragi = 0.59 gr
Blok diagram Sebelum Fermentasi
Diketahui indeks bias hasil fermentasi 1.333 dengan volume 1980 mL dan massa 2080 gr
Kurva Baku Tetes Tebu 1.365
1.36
1.355
1.35 s a i
B s k 1.345 e d n I
indeks bias
1.34
1.335
1.33
1.325 0
20
40
60
80
100
120
% Etanol
Dari grafik di atas dapat dihitung % alcohol dan % air Alkohol hasil fermentasi = 9.5% x 2080 gr = 197.6 gr Air hasil fermentasi
= 90.5% x 2080 gr = 1882.4 gr
Massa CO2 = 2119.36 gr – (197.6 + 1882.4) gr = 2119 gr – 2080 gr = 39.36 gr
Tabel Neraca Massa Komponen
Input (gr)
Output (gr)
Tetes Tebu
2117
-
Ragi
0.59
-
NPK
0.29
-
Urea
1.48
-
CO2
-
39.36
Alkohol
-
197.6
Air
-
1882.4
Total
2119.36
2119.36
CO2 = 39.36 gr
V= 2000 mL
FERMENTOR
V= 1980 mL
m = 2117 gr
m = 2080 gr alkohol = 197.6 gr air = 1882.4 gr indeks bias = 1.333 Urea = 1.48 gr
NPK = 0.29 gr
Ragi = 0.59 gr
Blok Diagram Setelah Fermentasi
6.2 Meghitung Distilator Tetes Tebu Top Produk
V = 300 mL m = 297 gr ρ = 0.99 gr/mL indeks bias = 1.333
D I S T I L A T O R
V = …mL m = … gr ρ = … gr/mL
Bottom V = … mL m = … gr ρ = … gr/mL Blok Diagram Sebelum Distilasi
Kurva Baku Tetes Tebu 1.365
1.36
1.355
1.35 s a i
B s k 1.345 e d n I
indeks bias
1.34
1.335
1.33
1.325 0
20
40
60
80
100
120
% Etanol
Dari grafik di atas dapat ditentukan % alcohol dan % air bagian A
Alkohol
= 9.5% x 297 gr = 28.215 gr
Air
= 90.5% x 297 gr = 268.78 gr
Pada bagian B diketahui volume distilat 9.5 ml dengan massa 6.8 gr dan indeks bias 1.358, jadi dari grafik etanol dapat ditentukan % alcohol dan % air bagian B
Alkohol
= 86.4% x 6.8 gr = 5.8752 gr
Air
= 13.6% x 6.8 gr = 0.9248 gr
Top Produk V = 9.5 mL m = 6.8 gr ρ = 0.71 gr/mL indeks bias = 1.358 alcohol = 86.4% air = 13.6%
D I S T I L A T O R
V = 300 mL m = 297 gr ρ = 0.99 gr/mL indeks bias = 1.333 alcohol = 9.5% air = 90.5%
Bottom V = … mL m = … gr ρ = … gr/mL
Blok Diagram Setelah Distilasi
Pada bagian C diketahui volume sisa (bottom) yaitu (300-9.5) mL = 290.5 mL dengan massa 290.195 gr. Jadi dapat dihitung % alcohol dan % air dengan menggunakan neraca seperti dibawah ini : Neraca alcohol
= % alcohol x a = % alcohol x b + % alcohol x c 9.5% x 297 = 86.4% x 6.8 + %alkohol x 287.595 28.215 = 5.87552 + 287.595 % alcohol % alcohol = 7.76 x 287.595 gr = 22.31 gr
Neraca Air
= % air x a = % air x b + % air x c 90.5% x 297 = 13.6% x 6.8 + % air x 287.595 268.78 = 0.9248 + 287.595 % aia % air = 92.24 x 287.595 gr = 265.27 gr
Tabel Neraca Massa Distilator Tetes Tebu
Komponen
Input (gr)
Alkohol
Output (gr) Top produk
Bottom
28.215
6.8
-
Air
268.78
-
290.2
Subtotal
297
6.8
290.2
Total
297
297
V = 9.5 mL m = 6.8 gr ρ = 0.71 gr/mL indeks bias = 1.358 alcohol = 86.4% = 5.8752 gr air = 13.6% = 0.9 gr
D I S T I L A T O R
V = 300 mL m = 297 gr ρ = 0.99 gr/mL indeks bias = 1.333 alcohol = 9.5% = 28.2 gr air = 90.5% = 268.78 gr
V = 290.5 mL m = 287.595 gr ρ = 0.99 gr/mL indeks bias = 1.333 alcohol = 7.76% = 22.31 gr air = 92.24% = 265.24 gr Blok Diagram Proses Distilasi 6.3 Menghitung fermentor larutan gula
CO2 = … gr
V= 1000 mL
FERMENTOR
m = 1158 gr
V= … ml m= …gr
Urea = 0.74 gr NPK = 0.148 gr
Ragi = 0.296 gr
Blok diagram Sebelum Fermentasi
Diketahui indeks bias hasil fermentasi 1.335 dengan volume 995 mL dan massa 1140 gr
Kurva Baku Larutan Gula 1.365 1.36 1.355 s 1.35 a i B s k 1.345 e d n I 1.34
indeks bias
1.335 1.33 1.325 0
20
40
60
80
100
120
% Etanol
Dari grafik di atas dapat dihitung % alcohol dan % air
Alkohol hasil fermentasi = 19.2% x 1140 gr = 218.88 gr
Air hasil fermentasi = 80.8% x 1140 gr = 921.12 gr
Massa CO2 = 1159.184 gr – (921.12 + 218.88) gr = 1159.184gr – 1140 gr = 19.184 gr
Tabel Neraca Massa Komponen
Input (gr)
Output (gr)
Larutan Gula
1158
-
Ragi
0.296
-
NPK
0.148
-
Urea
0.74
-
CO2
-
19.184
Alkohol
-
218.88
Air
-
921.12
Total
1159.184
1159.184
CO2 = 19.184 gr
V= 1000 mL
FERMENTOR
V= 995 mL
m = 1158 gr
m = 1140 gr alkohol = 218.88 gr air = 921.12 gr indeks bias = 1.335 Urea = 0.74 gr
NPK = 0.148 gr
Ragi = 0.296 gr
Blok Diagram Setelah Fermentasi
6.4 Meghitung Distilator Larutan Gula Top Produk
V = 300 mL m = 306 gr ρ = 1.02 gr/mL indeks bias = 1.335
D I S T I L A T O R
V = …mL m = … gr ρ = … gr/mL
Bottom V = … mL m = … gr ρ = … gr/mL Blok Diagram Sebelum Distilasi
Kurva Baku Larutan Gula 1.365 1.36 1.355 s 1.35 a i B s k 1.345 e d n I 1.34
indeks bias
1.335 1.33 1.325 0
20
40
60
80
100
120
% Etanol
Dari grafik di atas dapat ditentukan % alcohol dan % air bagian A
Alcohol
= 19.2% x 306 gr = 58.75 gr
Air
= 80.8% x 306 gr = 247.25 gr
Pada bagian B diketahui volume distilat 7 ml dengan massa 5.2 gr dan indeks bias 1.354, jadi dari grafik etanol dapat ditentukan % alcohol dan % air bagian B
Alkohol
= 76.8% x 5.2 gr = 3.99 gr
Air
= 23.2% x 5.2 gr = 120.64 gr
V = 300 mL m = 306 gr ρ = 1.02 gr/mL indeks bias = 1.335 alcohol = 19.2% air = 80.8%
D I S T I L A T O R
Blok Diagram Setelah Distilasi
Top Produk V = 7 mL m = 5.2 gr ρ = 0.74 gr/mL indeks bias = 1.354 alcohol = 76.8% air = 23.2%
Bottom V = … mL m = … gr ρ = … gr/mL
Pada bagian C diketahui volume sisa (bottom) yaitu (300-7) mL = 293 mL dengan massa 298.86 gr. Jadi dapat dihitung % alcohol dan % air dengan menggunakan neraca seperti dibawah ini : Neraca alcohol
= % alcohol x a = % alcohol x b + % alcohol x c 19.2% x 306 = 76.78% x 5.2 + %alkohol x 298.86 58.75 = 3.99 + 298.86 % alcohol % alcohol = 18.32 x 298.86 gr = 54.75 gr
Neraca Air
= % air x a = % air x b + % air x c 80.8% x 306 = 23.2% x 5.2 + % air x 298.86 247.248 = 1.2064 + 298.86 % air % air = 81.68 x 298.86 gr = 244.10 gr
Tabel Neraca Massa Distilator Larutan Gula
Komponen
Input (gr)
Alkohol
Output (gr) Top produk
Bottom
58.75
5.2
-
Air
247.25
-
300.8
Subtotal
306
5.2
300.8
Total
306
306
V = 300 mL m = 306 gr ρ = 1.02 gr/mL indeks bias = 1.335 alcohol = 19.2% air = 80.8%
D I S T I L A T O R
Top Produk V = 7 mL m = 5.2 gr ρ = 0.74 gr/mL indeks bias = 1.354 alcohol = 76.8% air = 23.2%
V = 293 mL m = 298.86gr ρ = 1.02 gr/mL indeks bias = 1.335 alcohol = 18.32% air = 81.68% Blok Diagram Proses Distilasi 6.5 Neraca Ekonomi Bioetanol
Berdasarkan literature diketahui harga 1 liter etanol 96% = Rp 27.500 sedangkan bioetanol yang berasal dari tetes tebu Rp 432.800/liter dan bioetanol dari air gula Rp 94.268/liter. Jadi hasilnya :
7
Bioetanol tetes tebu = 0.0095 liter x Rp 432.800/liter = Rp 4111.6
Bioetanol air gula = 0.007 liter x Rp 94.268/liter = Rp 659.876
ANALISA PERCOBAAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa percobaan kali ini ialah pembuatan bioetanol dari tetes tebu dan juga gula. Tetets tebu merupakan biomassa dan diukur kadar etanolnya. Dalam pembuatannya, tetes tebu difermentasi dengan bantuan ragi roti dengan cara fermentasi anaerob. Dimana fermentasi ini tidak dapat oksigen pada fermentor sehingga jamur dan ragi roti dapat berkembang dengan baik. Setelah itu, perlu adanya penambahan urea dan NPK yang bertujuan sebagai makanan atau nutrisi bagi ragi untuk berkembang. Ragi roti ini dipakai untuk memfermentasi gula menjadi etanol yang terlebih dahulu diperlakukan dengan melarutkannya dalam air hangat lalu diaduk dan dimasukkan ke fermentor yang selanjutnya dilakukan pengadukan lagi. Kemudian
dilakukan fermentasi selama 7-14 hari dalam keadaan anerob yang temperaturnya dijaga pada suhu 27-32˚C jangan sampai melebihi 36˚C karena akan merusak ragi roti. Setelah 7-14 hari, hasil dari fermentasi harus dimurnikan terlebih dahulu dengan cara dilakukan penyaringan lalu distilasi. Namun, sebelumnya dilakukan pengamatan kadar pH dan indeks biasnya untuk dilihat sifat fisik dan kimianya dari hasil yang telah difermentasi yaitu bioetanol. Dari pengamatan didapatkan pH tetes tebu lebih tinggi dari pH larutan gula. Hal ini disebabkan fermentasi pada tetes tebu lebih baik dari larutan gula. Selain itu, pada indeks biasnya untuk mengukur kemurnian suatu larutan, dimana larutan gula lebih tinggi indeks biasnya dibandingkan dengan larutan tetes tebu. Hal ini menandakan bahwa larutan gula lebih murni dari larutan tetes tebu. Setelah menganalisa indeks bias dan kadar pHnya lalu dilakukan destilasi dengan volume destilat larutan tetes tebu ialah 2,080 kg sedangkan larutan gula ialah sebebsar 1,140 kg. dimana pada tetesan pertama tetes tebu pada temperature 85˚C dan larutan gula pada temperature 86˚C. Seetelah itu, dilakukan analisa Ph dan indeks biasnya. Untuk melihat keekonomisan dari produk yang dibuat maka dilakukan pengamatan neraca ekonomi dimana didapatkan hasil destilat yang tidak ekonomis karena hasil yang didapatkan hanya sedikit dengan kadar etanol yang rendah sehingga kurang baik untuk digunakan.
8
KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Proses dan biaya produksi bioetanol tergolong kurang ekonomis 2. Bioetanol yang dihasilkan memiliki kadar 86,4% (tetes tebu) 3. Bioetanol yang dihasilkan memiliki kadar 76,8% (gula)
DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet, 2013. Petunjuk Praktikum Teknologi Biomassa. Palembang: Polsri
GAMBAR PENGAMATAN
Proses fermentasi tetes tebu dan air gula
Proses Distilasi tetes tebu dan air gula
Uji nilai pH
Analisa Indeks Bias
