13/05/2016
Teknologi Pengolahan Bioetanol dari Nira Aren Djeni Hendra, M.Si.
Pusat Litbang Hasil Hutan Badan Penelitian Pengembangan dan Inovasi Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Jakarta, 11-12 Mei 2016
Outline I
Latar Belakang
II
Teknologi Pengolahan Bioethanol
III
Prototipe Alat Pengolah Bioethanol
IV
Proses Pengolahan Bioethanol
V
Pemanfaatan Bioethanol
VI
Contoh Aplikasi Bioethanol
1
13/05/2016
I. Latar belakang Polusi Penggunaan bahan bakar fossil Polusi gas CO, Nox, Pb
Energy Alternatif Pencarian sumber-sumber energy terbarukan dan ramah lingkungan.
Bioetanol - Adalah alkohol dng rumus molekul C2H5-OH yg dpt di campuran bahan bakar fosil (premium & pertamax) - Sumber bahan baku tersedia melimpah (aren, nipah, tetes tebu, singkong, jagung, air kelapa, sorgum, siwalan) - Emisi lebih rendah dr pd bahan bakar fosil
II. Teknologi Pengolahan Bioethanol Penambahan ragi (saccharomyces cerevisiae) 1-2% Fermentasi selama 72 jam Filter (disaring)
Destilasi
Pemasakan bahan baku Dipanaskan pada suhu 78-80oC - Dipanaskan sampai pada suhu 40-60 oC selama 10 menit - Diturunkan suhunya sampai pada suhu 28 oC
Fermentasi
Dehidrasi
2
13/05/2016
Tipe P3HH-2 Kapasitas
: 60 liter
Diameter tabung
: 380 mm
Tinggi tabung
: 650 mm
Tutup tabung reaktor
Bahan
Tutup : Stainless steel 304 tebal 1,5 mm Pemasakan
Pengaduk
: Manual
Gear Pengaduk Tuas Pengaduk
Dilengkapi dengan : Tungku kayu bakar, kompor gas dan thermometer manual
Kran untuk mengeluarkan cairan nira Tempat pembakaran
Corong untuk memasukkan nira
Gear pengaduk
Tabung fermentasi
Tuas pengaduk
Kran pengeluaran nira
Dudukan tabung
Tenaga Manual
Spesifikasi Kapasitas Reaktor Diameter tabung Tinggi tabung Bahan Pengaduk Dilengkapi dengan
Badan tungku Pembakaran
: : : : : :
70 liter 380 mm 650 mm Stainless steel 304, tebal 1,5 mm Manual Thermometer manual, kran untuk mengeluarkan nira, dan corong untuk memasukan nira
3
13/05/2016
Termometer Condensor 1
Dudukan condensor Condensor 2
Corong pemasukan nira
Termometer
Tungku kayu bakar/kompor
Pipa kaca indikator air panas
Tenaga kompor gas/kayu bakar
Alat pengolah bioetanol dapat digunakan untuk mengolah bahan baku dari berbagai jenis nira (cairan): - Nira aren - Nira nipah - Nira kelapa dan air kelapa - Nira Lontar. - Nira dari Batang Surgum
Sedang dikembangkan alat pengolah bioethanol dari bahan padat (lignoselulosa)
4
13/05/2016
IV. Proses Pengolahan Bioetanol
1. Persiapan Bahan Baku
2. Pemasakan bahan baku
Cairan nira di panaskan/dimasak untuk mematikan bakteri yang tidak digunakan, pada suhu 50-60 oC (proses pasteurisasi) selama 10 menit, kemudian suhu diturunkan sampai suhu 28 oC
5
13/05/2016
3. Fermentasi
Pemecahan gula gula sederhana menjadi etanol dengan menggunakan enzim atau ragi Ragi : Saccharomyces cerevisae 1-2%, untuk makanan ragi menggunakan (urea 1% dan NPK 0,5%) pH 4-6 kondisi optimum ragi untuk merubah gula menjadi etanol Kapasitas alat = 60 liter ( terpakai 50 liter) Lama fermentasi 3 hari untuk nira aren Diaduk 6 jam sekali, selama 3 menit
4. Destilasi
Proses pemisahan alkohol dari larutan yg sudah difermentasi, dilakukan pada suhu 78-80 °C (alkohol akan menguap terlebih dahulu dibandingkan air) Disuling sampai 5-6 jam kurang lebih dapat 7,5 liter (tergantung ragi dan kadar gula niranya) Kadar bioetanol 90% Penyulingan kedua (dehidrasi) sampai menghasilkan 6,3 liter dengan kadar bioetanol 98,5%
6
13/05/2016
Hasil
Nira
• 50 liter
• Etanol 80-90% • Rendemen ±15% 7,5 liter
Destilasi
Dehidrasi
• Etanol 98,5% • Rendemen ±85% 6,3 liter
Bioetanol dari nira aren Hasil penyulingan (destilasi) aren menghasilkan kadar etanol sebesar 80-90% Dapat menghasilkan api yang biru Kadar bioetanol dapat ditingkatkan menjadi 99,5% melalui proses dehidrasi (2x proses)
7
13/05/2016
V Pemanfaatan Bioethanol
Campuran bensin (menaikkan bil. oktan) Bahan pelarut
Bahan bakar kompor, desinfektan
Kadar Ethanol > 99,5% Kadar Ethanol 90-96%
Kadar Ethanol 75-85%
Pupuk cair
Bioetanol dari nira aren Hasil penyulingan aren menghasilkan kadar etanol sebesar 80-90% Dapat menghasilkan api yang biru Kadar bioetanol dapat ditingkatkan menjadi 99,5% melalui proses dehidrasi (2x proses)
8
13/05/2016
VI Contoh aplikasi Bioethanol
Aplikasi per 1 liter Bioethanol untuk bahan bakar kompor
Kadar 75-85% 3 jam
Kadar 85-90% 5-6 jam
Tipe P3HH-1
9
13/05/2016
Pasteurisasi : Proses pemasakan nira dengan tujuan untuk mematikan bakteri yang merugikan dan tidak digunakan pada proses selanjutnya. Sakarifikasi/hidrolisis : Reaksi pengikatan gugus hidroksil (OH) oleh suatu senyawa (secara kimia atau enzim). Yaitu untuk proses pemutusan polymer karbohidrat menjadi monomermonomer gula sederhana Fermentasi : Pemecahan gula menjadi alkohol dan karbon dioksida dengan bantuan mikro organisme (Ragi/enzim)
10
