Pembuatan Etanol dari Sorgum Manis untuk Skala Industri INDONESIA RENEWABLE ENERGY CORP (IREC) • By : • Ir. Bondan S. MM (IREC) • E-mail :
[email protected]
Tentang Bio etanol Bioetanol : Etanol( C2H5OH ) yang diproduksi • dari bahan hayati
Bahan hayati glukosa bioetanol + CO2 • Spesifikasi Produk : ETANOL 95 - 96%v/v a) Technical/raw spirit grade • b) Industrial grade • c) Portable grade ETANOL 99% v/v Fuel Grade Ethanol (FGE) ETANOL 70 % yang didenaturasi Spiritus
Pasar Global Bioetanol Pelarut
Kosmetika, deterjen, tinta, adesif, pelarut berbagai proses farmasi dan industri kimia-elektronika dan lainnya
Desinfektan Plastik PE, PVC
Bioetanol
Bahan baku proses
(2005 : 33 milyar liter
asam asetat, PVA Butanol, plasticizer PVC
khloroform
Indonesia : 177 ribu liter)
Spiritus : E70
Bahan bakar
Bahan bakar otomotif : E10-100
(2005 : 22 milyar liter) Bahan bakar mobil listrik : E80-95
Bahan baku bioetanol yang berpotensi diterapkan secara komersial di Indonesia
Nama tanaman/ Komoditas
Bagian Biomasa yang diolah
Produktifitas Bioetanol (l/ha/tahun)
Penggunaan Saat Ini
Ubikayu
Umbi segar
4.500
Pangan
Ubijalar
Umbi segar
7.800
Pangan
Tebu
Batang segar Molases
5.000-6.000 1.000
Pangan
Jagung
Tepung biji kering
5.000-6.000
Pangan
Sorgum biji
Tepung biji kering
3.000-4.000
Penggunaan terbatas
Sorgum manis
Batang segar
5.500 – 6.000
Penggunaan terbatas
Sagu
Tepung pati
4.000 – 5.000
Pangan
Aren
Nira
25.000
Pangan
Nipah
Nira
5.000-15.000
Tanaman konservasi
4
Penggunaan Bioetanol untuk Bahan Bakar Otomotif “Abad-20 telah menghabiskan satu trilyun barel minyak; satu trilyun sisanya akan habis dikonsumsi dalam waktu 30 tahun saja” (David J. O Reilly, Chairman & CEO Chevron Corp, Intl Herald Tribune 24 November 2005).
“Gasoline is going to run out someday, everyone knows that.” (Joao Alvarez Jr., the top engineering executive for Volkswagen’s Brasil’s flex-fuel car)
Penggunaan Bioetanol untuk Bahan Bakar Bioetanol Bahan Bakar : mencakup 66 % dari total bioetanol yang diproduksi secara global
POLA PASOKAN BIOETANOL JANGKA PANJANG Kalimantan 11.818.500 kL 0,77 juta kL
Sulawesi 2.618.000 kL 0,82 juta kL
Maluku 1.945.500 kL 0,08 juta kL
Sumatra 11.601.000 kL 3,1 juta kL Jawa-Bali 1.297.000 kL 12 juta kL
Nusa Tenggara 3.984.000 kL 0,18 juta kL
Potensi Bioetanol per-tahun Konsumsi bensin 2006
Pasokan dalam negeri
Ekspor
Papua 15.741.500 kL 0,1 juta kL
1. SKEMA PROSES PRODUKSI ETHANOL Bhn Bergula : Molases , Nira Tebu , Nira Aren Nira Nipah , Batang Sorghum dll Bhn Berpati : Ubi Kayu , Ubi Jalar, Jagung , Biji Sorghum dll
Ragi , Urea NPK dll
Enzim bubur
Dihancurkan
Glukosa Proses Fermentasi
Proses Hidrolisis
Etanol Etanol
Proses Dehidrasi
Proses Distilasi ±8%
95-96 %
FGE (99,5 %)
Kelebihan Tanaman Sorgum Untuk Bio Etanol di Banding Singkong dan tebu • • •
• • • • •
Tanaman sorgum memiliki produksi biji dan biomass yang jauh lebih tinggi dibanding tanaman tebu. Adaptasi tanaman sorgum jauh lebih luas dibanding tebu sehingga sorgum dapat ditanam dihampir semua jenis lahan, baik lahan subur maupun lahan marjinal. Tanaman sorgum memiliki sifat lebih tahan terhadap kekeringan, salinitas tinggi dan genangan air (water logging). Sorgum memerlukan pupuk relatif lebih sedikit dan pemeliharaannya lebih mudah dari pada tanaman tebu. Laju pertumbuhan tanaman sorgum jauh lebih cepat dari pada tebu. Menanam sorgum lebih mudah, kebutuhan benih hanya 4,5 – 5 kg/Ha dibanding tebu yang memerlukan 4500 – 6000 stek batang. Umur panen sorgum lebih cepat yaitu hanya 4 bulan dibanding tebu genjah yang dipanen pada umur 7 bulan Sorgum dapat di ratun sehingga untuk sekali tanam dapat di panen beberapa kali.
1. Batang sorgum > menghasilkan nira > jadi alkohol 2. Biji Sorgum > jadi alkohol dan pangan pengganti tepung terigu atau pakan ternak. 3. Daun sorgum dapat dijadikan pakan ternak > kuali tasnya seperti rumput gajah dan pucuk tebu. 4. Bagas dapat dijadikan bahan bakar boiler pengganti solar
• Nira sorgum mengandung sakarosa yang tinggi sebesar 1014% setara dengan nira dari tebu. • Bobot batang mencapai 40 ton per Ha • Bobot biji sebesar 5 ton per Ha • Umur Panen pohon Sorgum 4 bulan • Mempunyai kemampuan adaptasi dalam cuaca kering • Cocok ditanam dengan ketinggian 0 – 500 m dpl
SORGUM :
Dalam
1Ha
Hasil Bio Massa : Bio Etanol
Jumlah Bio Etanol
Batang
40 ton
4:1
2000 ltr
Biji
5 ton
2.5 : 1
1600 ltr
Daun
42 ton
Susunan kimiawi biji sorgum dan jagung Air %
Pro Tein %
Karbo hidrat %
Lemak %
Ca mgr
P mgr
Besi mgr
Vit. A IU
Vit. B gama
Vit. C -
Sorgum
10
11
73
3
30
285
4.4
0
380
-
Jagung
10
9
74
4
10
205
2.4
0
380
-
Tanaman Sorgum manis
produktivitas > padi, gandum dan jagung 1 kg bahan kering sorgum hanya perlu 332 kg air Jagung = 368 kg, barley = 434 kg, gandum = 514 kg air kadar protein sorgum > dari beras, singkong, dan jagung kadar Ca, Fe, P, dan Vit B1 sorgum > beras
Komposisi nutrisi dari daun sorgum manis, rumput gajah, dan pucuk tebu
Nutrisi
Daun sorgum
Rumput gajah
Pucuk tebu
% bahan kering Protein kasar
7,82
6,00
5,33
Lemak
2,60
1,08
0,90
Serat kasar
28,94
34,25
35,46
Abu
11,43
11,79
9,69
BETN
40,57
46,84
48,60
BETN : Bahan ekstrak tanpa N Sumber Tejowahyono (1982) dalam Sumantri (1996)
Perbandingan komposisi nira sorghum manis varietas Rio terhadap nira tebu
Komposisi
Nira sorgum *)
Nira tebu
Brix (%)
13.6 – 18.40
12 - 19
Sukrosa
10.0 -14.40
9 -17
Gula reduksi (%)
0,75 – 1,35
0,48 – 1,52
Abu (%)
1,28 – 1,57 !!!
0,40 – 0,70
Amilum (ppm)
209 – 1764 !!!
1,50 - 95
Asam akonitat
0,56 !!
0,25
*) Varietas Rio Sumber : Sumantri (1996)
PABRIK ETANOL DARI BIJI DAN BATANG SORGUM Kapasitas 10.000 Lt /hari Biji Sorgum
TEBU BATANG SORGUM Dish Mill Screen Dehidrasi Ragi , Urea , NPK DLL
Kolom Distilasi
FERMENTOR RECEIVER BROTH TNK EVAPORATOR
Etanol 95%, COOKER
HE 01
Etanol 99
VIBRATING SCREEN
HE 02
Steam
Batubara, Biomasa
Limbah padat Boiler
Limbah Cair
PABRIK ETANOL DARI BERBAGAI BAHAN BAKU Kapasitas 500 s/d 10.000 Lt /hari Gaplek / Biji Sorgum Ubikayu Ubi jalar Dish Mill peeler washer
TEBU BATANG SORGUM
MOLASES NIRA AREN DLL
Screen
crusher
Dehidrasi Ragi , Urea , NPK DLL
Kolom Distilasi
FERMENTOR RECEIVER BROTH TNK EVAPORATOR
Etanol 95%, COOKER HE 01
Etanol 99
VIBRATING SCREEN
HE 02
Steam
Batubara, Biomasa
Limbah padat Boiler
Limbah Cair
2. Pabrik etanol terintegrasi dengan peternakan sapi dan kebun budidaya. Etanol 0,5 kL/hari Konsentrat tambahan
Bhn Bakar Tambahan
Penggemukan Sapi ± 60 ekor
Limbah cair 5 m3/hari
Listrik PLN
Sapi
Plant Etanol 0,5 kL/hari
Limbah padat diperkaya protein 40 kg/hari Limbah padat Dan Cair Ternak
ton sorgum/hari Bhn Bakar
BAGAS (ampas batang)
Lahan Budi Daya ha
Pupuk Organik
Limbah Tanaman
Bahan Organik Tambahan
Distillation Unit
ETHANOL UOTLET
COOLING WATER IN
COOLING WATER OUT
CONNECTION FOR CONTROL VALVE
1.800
CONNECTION FOR TEMPERATURE GUAGE
Uap Ethanol masuk CONDENSED WATER RUN OFF
