TUGAS AKHIR 2011
PEMBUATAN BIOETANOL DARI BAHAN BAKU TETES MENGGUNAKAN PROSES FERMENTASI DAN PENAMBAHAN ASAM STEARAT Disusun oleh : Julfikar Gilang Anfias 2308 030 001
Adhitya Tegar Satya 2308 030 069
Dosen Pembimbing : Ir. Elly Agustiani M.Eng NIP. 19580819 198503 2 003 PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS
LATAR BELAKANG Cadangan Minyak Bumi di Indonesia semakin menurun
Solid Bio-briket
Energi Alternatif dari Bahan baku terbarukan
BIOFUEL Gas
Liquid Bio-diesel
Bio-ethanol Bio-gas
1. Mempermudah Penyimpanan 2. Mempermudah dalam pendistribusian
Bioetanol Padat
Asam stearat
Perumusan Masalah ¾ Bagaimana pembuatan bioethanol padat dari bahan baku
tetes
dengan
menggunakan
proses
fermentasi, distilasi dan dehidrasi moleculer sieve agar di dapat bioethanol dengan kandungan > 80 % ? Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Perumusan Masalah ¾ Bagaimana
pembuatan
bioetanol
padat
dengan
penambahan asam stearat menjadi bioetanol padat yang nilai kalor lebih tinggi dari bioetanol cair ?
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Batasan Masalah ¾ Tetes sebagai bahan baku bioetanol untuk bahan bioetanol
padat
menggunakan
asam
stearat
dengan menggunakan skala laboratorium. ¾ Pembuatan dan penggunaan alat bioetanol padat yang sesuai dengan kebutuhan saat ini. Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Tujuan Percobaan Pembuatan inovasi ini bertujuan untuk mempermudah penyimpanan bahan bakar bioetanol untuk rumah tangga dan industri makanan (catering).
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Manfaat Inovasi Produk
Manfaat dari percobaan adalah pembuatan bioetanol dari bahan baku tetes dapat digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga dan industri makanan (catering).
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
TETES Tetes atau molasses didefinisikan sebagai residu sirup, merupakan hasil akhir yang didapat pada pembuatan gula dengan kristalisasi berulang, dimana sukrosa yang ada sudah tidak dapat dikristalkan lagi. Kandungan gula dari molasses terutama sukrosa berkisar 40‐55%. • • • •
Karakteristik dari tetes adalah sebagai berikut: Berat Jenis : 1,39‐1,49 pH : 6,0 Viskositas sangat bervariasi. Panas Spesifik : 0,5 cal/kg/oC (www.whfoods.com dan www.wikipedia.com)
• Kadar gula antara 40‐50%
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Etanol Etanol adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus hidroxyl (‐ OH) dengan 2 atom karbon (C). Berikut rumus bangunnya :
• • • • • • • • •
Berikut Sifat Fisik Etanol menurut MSDS No. 1904EPBP : Boiling Point : 78.3°C Freezing Point : Tidak Tersedia Densitas pada 20 oC : 0,0.8039 to 0.8063 kg/L Terpisah dengan minyak Berat molekul : 46,070 gr/mol Kisaran Suhu Distilasi : 78‐79 oC % volatile dalam volume : 100 % Kecepatan penguapan : 1.7 Kelarutan Dalam Air : Sempurna Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Asam Stearat Asam stearat adalah jenis asam lemak dengan rantai hidrokarbon yang panjang, memiliki 18 atom karbon. Asam stearat meleleh pada suhu 69,4 oC dan mendidih pada suhu 350 oC. Berikut rumus bangunnya :
Asam Stearat
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Asam Stearat
• • • • • • • • • • •
Berikut Sifat fisik dan kimia menurut MSDS catalog code: SLS2320 dan SLS 3742 : Physical state and appearance: Solid. (Crystalline solid Powdered solid.) Odor : Tallow‐like Taste : Not available. Molecular Weight : 284.48 g/mole Color : White to yellowish. Boiling Point : 350°C (662°F) Melting Point : 69.4 (156.9°F) Critical Temperature : Not available. Specific Gravity : 0.9408 (Water = 1) Vapor Pressure : Not applicable. Vapor Density : 9.8(Air = 1) Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Bioetanol Padat Bioetanol padat bukanlah diperoleh dari proses pemadatan atau pembekuan bioetanol cair. Bioetanol padat adalah penyertaan bahan bakar cair bioetanol ke dalam bahan padat residu minyak bumi yang dikenal sebagai stearit acid. (http://sains.kompas.com/read/2010/12/24/10423723/Bioetanol.Padat.yang. Praktis)
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Molecular sieve Molecular sieve adalah kristal aluminasilikat yang memiliki 3 dimensi dengan silica dan alumina tetrahedral yang saling terhubung atau sering disebut zeolit sintetik. Proses molecular sieve terdiri dari dua kolom yang bekerja bergantian dimana operasi berjalan di kolom yang satu dan regenerasi di kolom lainnya. Regenerasi dilakukan dengan menjadikan kondisi kolom menjadi vakum.
Molecular sieve Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
METODOLOGI PERCOBAAN 1. Proses fermentasi berlangsung selama 72 jam dengan melihat variabel perbandingan sebagai berikut : No
Berbagai Komposisi Tetes Dengan H2O yang Divariasi H2O
Karbo hidrat
Abu
1
Total (Gluko sa) 46 %
17%
3%
7%
4%
1,5%
1,5%
20%
2
46 %
59%
3%
7%
4%
1,5%
1,5%
20%
3
46 %
72%
3%
7%
4%
1,5%
1,5%
20%
Protein Nitro Asam‐ Invert gen asam
(repository.ipb.ac.id) Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
METODOLOGI PERCOBAAN 2. Proses pembentukan bioethanol padat dilakukan dengan berbagai variabel, perbandingan antara bioethanol dengan asam stearat antara lain: No 1 2 3 4 5
Etanol 95% (g) 237 237 237 237 237
Asam Stearat (g) 300 375 450 525 600
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
TAHAP PERCOBAAN Tetes Analisa Kadar Gula
Fermentasi 30oC, 1 atm pH= 5 , t = 72 jam Ethanol
Analisa Kadar alkohol 7 % dan 8 % Literatur = 7 – 10 % (http://www.bioethanol.yolasit e.com/index/membuatbioetanol-dari-tetes-tebu)
Analisa Kadar alkohol 56 % dan 95 % Literatur = 99.5-99.8%
Distilasi Dan Dehidrasi Moleculer Sieve 78oC, 1 atm t = 5 jam Ethanol
Forming Solid
Asam Stearat
(www.scribd.com/doc/43851943/Des ain-Eng-Alat-Bioetanol)
Analisa Nilai Kalor
Bioethanol Padat Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 4.1 Hasil Fermentasi Dan Destilasi Dengan Molecular Sieve Untuk Berbagai Komposisi H2O Dalam Tetes 100
Kadar Etanol Hasil Fermentasi
Kadar 50 Etanol (%) 0
17%
59% 72% Komposisi H2O Dalam Tetes No
1 2 3
Berbagai Komposisi Tetes Dan Dengan H2O yang Divariasi Total H2O Karbo Abu Protein Nitrogen Asam(Glukosa) hidrat asam
46 % 46 % 46 %
17% 59% 72%
3% 3% 3%
7% 7% 7%
4% 4% 4%
1,5% 1,5% 1,5%
1,5% 1,5% 1,5%
Kadar Etanol Hasil Distilasi Dengan Molecular Sieve
Invert
20% 20% 20%
Kadar Etanol Hasil Fermentas i (%)
Kadar Etanol Hasil Distilasi Dengan Molecular Sieve (%)
0 7 8
56 95
HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 4.2 Hasil Nilai Kalor Bioetanol Padat Dari Etanol 95% Dengan Penambahan Berbagai Komposisi Asam Stearat 11500
11000 10500 Nilai Kalor (kkal/kg) 10000 9500 300 Komposisi Asam Stearat (g) No
Etanol 95% (g)
1 2 3 4 5
237 237 237 237 237
375
450
Asam Stearat (g) 300 375 450 525 600
525
600
Nilai kalor (kkal/kg) 10268.04 10475.5 10700.91 10925.11 11170.52
KESIMPULAN DAN SARAN • Kesimpulan 1. Hasil kadar bioetanol yang diperoleh pada proses fermentasi sebesar 7 dan 8%. Kemudian hasil fermentasi di distilasi moleculer sieve dan menghasilkan kadar bioetanol sebesar 56 dan 95 %. 2. Hasil nilai kalor yang diperoleh pada penambahan asam stearat dengan etanol 95% berturut‐turut sebesar 10268,04 kkal/kg, 10.475,50 kkal/kg, 10.700,91 kkal/kg, 10.925,11 kkal/kg dan 11.170,52 kkal/kg. • Saran • Perlu diteliti kembali tentang alat pemakaian dan penggunaannya sebagai bahan bakar alternatif. Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
LAMPIRAN
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember
