TINJAUAN PUSTAKA. konsentrat ini mudah diangkut dan digunakan untuk bahan bakar mobil dan truk,

TINJAUAN PUSTAKA

Energi Alternatif Biomassa Ada tiga cara yang utama dalam menggunakan bahan bakar bio. Pertama, bahan bakar padat dapat dibakar dirumah untuk menyediakan panas atau di pembangkit tenaga untuk menghasilkan panas maupun listrik. Ketika dibakar bahan bakar bio tidak menghasilkan karbondioksida yang lebih besar sehingga tidak berdampak terhadap pemanasan global. Kedua, bahan bakar bio dapat diolah menjadi bahan bakar cair : bioetanol (alkohol) dapat dibuat dari sisa hasil hutan, jerami, tebu, dan jagung dengan peragian dan penyulingan. Bahan bakar bio cair konsentrat ini mudah diangkut dan digunakan untuk bahan bakar mobil dan truk, campuran bioetanol pernah dijual di pompa bensin pada krisis bahan bakar di AS tahun 1970-an untuk menghemat persediaan bensin. Tingkat ekonomis produksi etanol masih kecil tetapi berdasarkan penelitian yang dilakukan bioetanol ini mampu menjadi potensi bahan bakar yang ramah lingkungan. Ketiga, biomasa dengan teknik gasifikasi dimana kayu dipanasi dengan tekanan yang besar dengan campuran uap air dan oksigen. Campuran gas yang dihasilkan yang memiliki sekitar sepersepuluh dari nilai energi metana murni dapat “digosok” untuk membuang polutan dan kemudian membakarnya di turbin gas konvensional berefisiensi tinggi untuk menghasilkan listrik (Walisiewicz, 2003). Biomassa tumbuhan dan biomassa hewan mewakili sumber-sumber karbon yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses bioteknologi. Dalam sejarah dikenal contoh-contoh yang berdasarkan pada sumber-sumber ini, seperti produksi alkohol dari biji-bijian dan produksi keju dari susu.

Universitas Sumatera Utara

Biomassa pertanian ekonomi dan kehutanan mempunyai potensi ekonomi yang besar bagi banyak perekonomian nasional, khususnya pada kawasan tropis dan subtropis. Sesungguhnya penerapan proses bioteknologi pada wilayah negara berkembang dapat merubah keseimbangan kekuatan ekonomi dunia. Ada tiga petunjuk utama yang dapat diikuti untuk memperoleh pasokan biomassa : 1) Pengembangbiakan tumbuhan yang disebut sebagai ‘tanaman energi’ 2) Pengambilan hasil-hasil tumbuhan alam 3) Pemanfaatan limbah pertanian dan limbah organik lainnya (Smith, 1995). Konversi biomassa yang dihasilkan menjadi bahan bakar yang dapat digunakan biasa dilakukan dengan cara biologi atau kimiawi ataupun gabungan keduanya. Dua jenis produk akhir yang utama adalah metana dan etanol, walaupun produk lainnya dapat timbul sesuai dengan biomassa permulaannya dan dengan proses yang dipakai sebagai contoh bahan bakar padat, hidrogen, gas energi rendah, metanol dan hidrokarbon rantai panjang. Bioenergi didefinisikan sebagai sumber energi terbarukan, seperti bahan bakar fosil minyak, yang merupakan non-terbarukan. Bahan yang digunakan untuk bioenergi memiliki asal biologis, yaitu organisme biologis yang telah terjadi. Organisme biologis itu diantaranya bakteri, alga, dan tanaman. Beberapa bakteri, alga dan tanaman memiliki satu kesamaan adalah autotropik, yaitu mereka dapat menggunakan energi sinar matahari langsung dalam proses yang disebut fotosintesis. Ada juga bakteri yang tidak menggunakan proses fotosintesis yaitu heterotrop. Dalam fotosintesis, energi dari sinar matahari ditangkap dalam mekanisme biologis dan karbondioksida dari udara dimasukkan ke dalam


karbohidrat yang dapat digunakan oleh tubuh untuk tumbuh dan membuat selulosa, yaitu produksi biomassa. Sebagian besar dari biomassa di dunia terdiri dari dinding sel tanaman (Clark, 2008). Nanas ( Ananas comosus L.) Tanaman nanas mempunyai nama botani Ananas comosus (L.) Merr. Tanaman nanas jika diklasifikasikan termasuk tanaman berbunga. Klasifikasi dari tanaman nanas adalah sebagai berikut : Kingdom

: Plantae

Subkingdom : Tracheobionta Divisi

: Magnoliophyta

Kelas

: Liliopsida

Ordo

: Farinosae

Subordo

: Comelinidae

Fanilia

: Bromeliaceae

Genus

: Ananas

Spesies

: Ananas comosus Nanas sering disebut bromeliad dengan lebih dari 2400 kerabat yang

memiliki penampilan menarik. Tanaman nanas termasuk dalam familia nanasnanasan. Tanaman ini adalah tanaman tropis yang berasal dari Brazilia, Bolivia, dan Paraguay di Amerika Selatan. Buah nanas bukan buah sejati, melainkan gabungan buah-buah sejati yang bekasnya terlihat dari setiap sisik pada kulit buah. Dalam perkembangannya tergabung bersama dengan tongkol menjadi buah. Nanas merupakan tanaman buah yang buahnya selalu tersedia sepanjang tahun. Buahnya buah buni majemuk dengan bentuk bulat panjang, berdaging, dan


berwarna hijau. Jika masak, buah berwarna kuning. Rasa buah nanas manis hingga asam manis. Varietas nanas yang ditanam di Indonesia termasuk jenis cayenne dan queen. Golongan Spanish banyak dikembangkan di kepulauan India Barat, Puertorico, Meksiko, dan Malaysia. Golongan abacaxi banyak ditanam dan dikembangkan di Brazilia. Nanas tumbuh di berbagai agroklimat sehingga tanaman ini tersebar luas. Idealnya, nanas tumbuh ditempat yang ketinggiannya 100-1000 m dpl dengan suhu rata-rata 21-300C. Curah hujan yang dibutuhkan 635-2500 mm per tahun, dengan bulan basah (curah hujan >200mm) 3-4 bulan. Namun, juga memerlukan pencahayaan matahari 33-71 % dari pencahayaan maksimum dengan angka tahunan rata-rata 2000 jam. Umumnya nanas toleran terhadap kekeringan. Di daerah beriklim kering dengan 4-6 bulan kering. Tanaman nanas masih mampu berbuah, asalkan daerah tersebut memiliki kedalaman air yang cukup, yakni 50150 cm. Nanas memiliki akar yang dangkal tetapi mampu menyimpan air (Redaksi Agromedia, 2009). Menurut Wijana (1993), secara ekonomi kulit nanas masih bermanfaat untuk diolah menjadi pupuk dan pakan ternak. Komposisi limbah kulit nanas dapat dilihat pada tabel berikut ini: Tabel 1. Hasil Analisis Proksimat Limbah Kulit Nanas Berdasarkan Berat Basah Komposisi Rata-rata Berat Basah (%) Air 86,70 Protein 0,69 Lemak 0,02 Abu 0,48 Serat basah 1,66 Karbohidrat 10,54 Sumber: Sidharta (1989)


Buah nanas bermanfaat bagi kesehatan tubuh yaitu sebagai obat penyembuh penyakit sembelit, gangguan saluran kencing, mual-mual, flu, wasir, dan kurang darah. Penyakit kulit (gatal-gatal dan kudis) dapat juga diobati dengan mengoleskan sari buah nenas. Kulit buah nanas dapat diolah menjadi sirup atau cairannya diekstrasi untuk pakan ternak. Daun nanas mempunyai serat panjang yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pakaian. Berdasarkan

kandungan

nutriennya,

ternyata

kulit

buah

nanas

mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana dkk (1993) kulit nanas mengandung 81,72 % air, 20,87 % serat kasar, 17,53 % karbohidrat, 4,41 % protein, 13,65 % gula reduksi. Mengingat kandungan karbohidrat dan gula yang cukup tinggi tersebut maka kulit nanas memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia, salah satunya etanol melalui proses fermentasi. Bioetanol Alkohol (khususnya etanol) dapat dibuat dari berbagai bahan hasil pertanian. Secara umum bahan-bahan tersebut dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu 1) bahan yang mengandung turunan gula (molases, gula tebu, gula bit, sari buah anggur, dan sari buah lainnya), 2) bahan-bahan yang mengandung pati bijibijian, kentang, dan tapioka), dan 3) bahan yang mengandung selulosa (kayu, dan beberapa limbah pertanian lainnya). Selain dari ketiga jenis bahan tersebut diatas etanol juga dapat dibuat dari bahan bukan dari hasil pertanian tetapi dari bahan yang merupakan hasil proses lain. Sebagai contohnya adalah etilen. Bahan-bahan yang mengandung monosakarida langsung dapat difermentasi, akan tetapi disakarida, pati maupun karbohidrat kompleks harus dihidrolisis terlebih dahulu


menjadi komponen yang sederhana yaitu monosakarida. Oleh karena itu agar tahap proses fermentasi dapat berjalan dengan optimal, maka bahan-bahan tersebut diatas harus mengalami perlakuan pendahuluan sebelum masuk kedalam proses fermentasi. Disakarida (seperti gula pasir) harus dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa. Terbentuknya glukosa dan monosakarida yang lain menunjukkan bahwa proses pendahuluan telah berakhir dan bahan selanjutnya telah siap difermentasi. Secara kimiawi reaksi dalam proses fermentasi berjalan cukup panjang, karena terjadi suatu deret reaksi yang masing-masing dipengaruhi oleh enzim khusus (Budiyanto, 2002). Etanol memiliki banyak manfaat bagi masyarakat karena memiliki sifat yang tidak beracun. Selain itu, etanol juga memiliki banyak sifat-sifat, baik secara fisika maupun kimia. Adapun sifat-sifat fisika etanol dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 2. Sifat-Sifat Fisika Etanol Sifat-Sifat Fisika Etanol Berat Molekul Titik Lebur Titik didih Densitas Indeks bias Viskositas 20oC Panas penguapan Warna Cairan Kelarutan Aroma

Keterangan 46,07 gr/grmol -112 oC 78,4oC 0,7893 gr/ml 1,36143 cP 1,17 cP 200,6 kal/gr tidak berwarna larut dalam air dan eter memiliki aroma yang khas

(Perry, dkk., 1999). Seperti diketahui, etanol dikategorikan dalam dua kelompok utama : 1. Etanol 95-96 % v/v, disebut “etanol hidrat” yang dibagi dalam : -

Technical/raw spit grade, digunakan untuk bahan bakar spirtus, minuman , desinfektan dan pelarut.


-

Industrial grade, digunakan untuk bahan baku industri pelarut

-

Potable grade, untuk minuman berkualitas tinggi.

2. Etanol >99.5 % v/v, digunakan untuk bahan bakar. Jika dimurnikan lebih lanjut dapat digunakan untuk keperluan farmasi dan pelarut di laboratorium analisis.

Etanol ini disebut

fuel grade thanol (FGE)

atau

anhydrous

ethanol (etanol anhidrat) atau etanol kering, yakni etanol yang bebas air atau hanya mengandung air minimal. Etanol sintetis, sering disebut metanol atau metil alkohol atau alkohol kayu, terbuat dari etilen, salah satu derivat minyak bumi atau batu bara. Bahan ini diperoleh dari proses sintesa kimia yang disebut hidrasi, sedangkan bioetanol direkayasa dari biomassa (tanaman) melalui proses biologi (enzimatik dan fermentasi). Bahan baku bioetanol sebagai berikut. -

Bahan berpati, berupa singkong atau ubi kayu, ubi jalar, tepung sagu, biji jagung, biji sorgum, gandum, kentang, ganyong, garut, umbi dahlia, dan lainlain.

-

Bahan bergula, berupa molasses (tetes tebu), nira tebu, nira kelapa, nira batang sorgum manis, nira aren (enau), nira nipah, gewang, nira lontar, dan lain-lain.

-

Bahan berselulosa, berupa limbah logging, limbah pertanian seperti jerami padi, ampas tebu, janggel (tongkol) jagung, onggok (limbah tapioka), batang pisang, serbuk gergaji (grajen), dan lain-lain (Prihandana, 2007).


Etanol atau alkohol dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, antara lain: 1. Bahan baku industri atau senyawa kimia, contoh: industri minuman beralkohol, industri asam asetat dan asetaldehid. 2. Pelarut dalam industri, contoh: industri farmasi, kosmetika dan plastik. 3. Bahan desinfektan, contoh: peralatan kedokteran, rumah tangga dan peralatan di rumah sakit. 4. Bahan baku motor. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi jumlah etanol yang dihasilkan dari fermentasi adalah mikroorganisme dan media yang digunakan, adanya komponen media yang dapat menghambat pertumbuhan serta kemampuan fermentasi mikroorganisme dan kondisi selama fermentasi. Selain itu, hal-hal yang perlu diperhatikan selama fermentasi adalah pemilihan khamir, konsentrasi gula, keasaman, ada tidaknya oksigen dan suhu dari perasan buah. Pemilihan sel khamir didasarkan pada jenis karbohidrat yang digunakan sebagai medium untuk memproduksi alkohol dari pati dan gula digunakan Saccharomyces cerevisiae. Derajat keasaman (pH) optimum untuk fermentasi berkisar antara

25-30. Proses

fermentasi sama dengan pH optimum untuk proses pertumbuhan khamir yaitu pH 4,0-4,5. Etanol dihasilkan dari gula yang merupakan hasil aktivitas fermentasi sel khamir. Khamir yang baik digunakan untuk menghasilkan etanol adalah dari genus Saccharomyces. Kriteria pemilihan khamir untuk produksi etanol adalah mempunyai laju fermentasi dan laju pertumbuhan cepat, perolehan etanol banyak, tahan terhadap konsentrasi etanol dan glukosa tinggi, tahan terhadap konsentrasi


garam tinggi, pH optimum serta fermentasi rendah, temperatur optimum fermentasi sekitar 25-30 tahan terhadap stress fisika dan kimia (Astuty, 1991). Fermentasi Fermentasi alkoholik merupakan suatu proses yang lama dikenal dan banyak dipakai. Etil alkohol atau etanol muda dibuat dari berbagai hasil pertanian yang mengandung gula. Ragi mengubah gula-gula heksose menjadi etanol dan dioksida karbon sesuai di bawah rumus ini : C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

Jenis-jenis gula yang difermentasikan dapat berupa glukosa, fruktosa, sukrosa, maltose, rafinosa dan manosa. Lama fermentasi dan penambahan glukosa akan berpengaruh terhadap metabolit primer yang dihasilkan dalam proses fermentasi seperti asam laktat dan alkohol. Hal ini disebabkan semakin lama fermentasi, mikroba berkembang biak dan jumlahnya bertambah sehingga kemampuan untuk memecah substrat atau glukosa yang ada menjadi asam laktat dan alkohol semakin besar (Fardiaz,1992). Saccharomyces cerevisiae memerlukan kondisi lingkungan yang cocok untuk pertumbuhannya, yaitu nutrisi sebagai sumber energi terutama gula, pH optimum 4-5, temperatur optimum 28 ºC - 30ºC serta kebutuhan akan oksigen terutama pada awal pertumbuhan. Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme fakultatif anaerob yang dapat menggunakan baik sistem aerob maupun anaerob untuk memperoleh energi dari pemecahan glukosa. Saccharomyces cerevisiae dapat menghasilkan alkohol dalam jumlah yang besar. Selain itu juga memiliki toleransi yang tinggi terhadap alkohol, toleransi terhadap alkohol pada variasi strain berbeda (Elevri, 2006).


Glukosa merupakan senyawa kimia yang dibentuk dari karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian lain, misalnya pada buah dan umbi. Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul glukosa. Proses pembentukan glukosa dari karbondioksida dan disebut proses fotosintesis. Glukosa terdapat di dalam buahbuahan dan madu lebah (Poedjiadi dan Supriyanti, 1994). Proses fermentasi dalam pembuatan alkohol sulit untuk dikontrol. Terkadang proses fermentasi terjadi dengan waktu yang cukup lama, tergantung dari kemampuan ragi untuk mengubah karbohidrat menjadi alkohol. Pemilihan ragi yang akan digunakan dan proses penyulingan merupakan hal yang paling penting dalam pembuatan alkohol. (Briggs, et al., 1981). Fermentasi merupakan kegiatan mikrobia pada bahan pangan sehingga dihasilkan produk yang dikehendaki. Mikroba yang umumnya terlibat dalam fermentasi adalah bakteri, khamir dan kapang. Beberapa contoh proses fermentasi yaitu pembuatan tempe, onggok, alkohol dan sebagainya. Mikroba yang terlibat pada fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae. Fermentasi dapat dilakukan dengan menggunakan kultur murni ataupun alami serta dengan kultur tunggal atau kultur campuran (Hidayat, dkk., 2006). Dalam pengertian yang luas, fermentasi adalah proses pemecahan gulagula sederhana (glukosa dan fruktosa) menjadi etanol dan CO2 dengan melibatkan enzim yang dihasilkan pada ragi agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi tergantung pada banyak sedikitnya penambahan khamir dalam bahan.


Semakin banyak jumlah ragi yang diberikan berarti semakin banyak jumlah khamir yang terlibat, sehingga kadar alkohol meningkat (Tarigan, 1990). Pada proses fermentasi alkohol digunakan ragi. Ragi ini dapat mengubah glukosa menjadi alkohol dan gas CO2 (karbondioksida). Ragi merupakan mikroorganisme bersel satu, tidak berklorofil dan termasuk golongan eumycetes. Dari golongan ini dikenal beberapa jenis, antara lain Saccharomyces anamenesis, Schizosaccharomyces pombe dan Saccharomyces cereviciae. Masing-masing mempunyai kemampuan memproduksi alkohol yang berbeda. Syarat-syarat yang dipergunakan dalam memilih ragi untuk fermentasi adalah : 1. Cepat berkembang biak 2. Tahan terhadap alkohol tinggi 3. Tahan terhadap suhu tinggi 4. Mempunyai sifat yang stabil 5. Cepat mengadakan adaptasi terhadap media yang difermentasi Dalam ragi banyak terdapat Sacharomoces cerevisae yang mempunyai daya konversi gula yang sangat tinggi karena menghasilkan enzim zimase dan intervase. Enzim zimase berfungsi sebagai pemacu. Perubahan sukrosa menjadi monosakarida (glukosa dan fruktosa). Sedangkan enzim intervase mengubah glukosa menjadi alkohol (Judoamidjoyo, dkk., 1990). Jenis khamir yang biasanya dipakai dalam industri fermentasi alkohol adalah jenis Saccharomyces cereviseae. Saccharomyces cereviseae adalah jenis khamir utama yang berperan dalam produksi minuman beralkohol seperti bir, anggur, dan juga digunakan untuk fermentasi adonan dalam perusahaan roti dan


fermentasi tape. Kultur yang dipilih harus dapat tumbuh dengan baik dan mempunyai toleransi yang tinggi terhadap alkohol serta mampu menghasilkan alkohol dalam jumlah banyak (Irianto, 2006). Faktor-faktor yang mempengaruhi kehidupan ragi: a.

Nutrisi (zat gizi) Dalam kegiatannya ragi memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan, misalnya: − Unsur C: ada pada karbohidrat − Unsur N: dengan penambahan pupuk yang mengandung nitrogen, ZA, Urea, Anomia, Pepton dan sebagainya. − Unsur P: penambahan pupuk fospat dari NPK, TSP, DSp dan lain-lain. − Mineral-mineral dan − Vitamin-vitamin

b. Keasaman (pH) Untuk fermentasi alkoholis, ragi memerlukan media suasana asam, yaitu antara pH 4,8–5,0. Pengaturan pH dilakukan penambahan asam sulfat jika substratnya alkalis atau natrium bikarbonat jika substratnya asam. c. Temperatur Temperatur optimum untuk pengembangbiakan adalah 28–30ºC pada waktu fermentasi, terjadi kenaikan panas, karena ekstrem. Untuk mencegah agar suhu fermentasi tidak naik, perlu pendinginan supaya suhu dipertahankan tetap 28-30ºC. d. Udara


Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerobik (tanpa udara). Namun demikian, udara diperlukan pada proses pembibitan sebelum fermentasi, untuk pengembangbiakan ragi sel (Hamidah, 2003). Khamir memiliki sekumpulan enzim yang diketahui sebagai zymase yang berperanan pada fermentasi senyawa gula, seperti glukosa menjadi etanol (etil alkohol) dan karbon dioksida. Proses fermentasi alkohol hanya dapat terjadi apabila terdapat sel-sel khamir. Cepat lambatnya khamir juga dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah formulasi media yang digunakan sebagai proses pengembangbiakan, inokulum, tahapan fermentasi dan ketersediaan substrat yang cukup (Buckle, 1985). Perlakuan sebelum proses fermentasi alkohol yaitu mengupayakan konsentrasi gulanya menjadi 15 % atau 20 %. Untuk memenuhi kebutuhan nutrisi, maka ditambahkan amonium sulfat, sedangkan untuk menurunkan pH-nya digunakan asam sulfat. Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir yang umum digunakan dalam industri fermentasi etanol. Biasanya khamir yang digunakan sebanyak 5 % dari volume. Proses fermentasi membutuhkan waktu sekitar 28 - 72 jam, tetapi biasanya 44 jam untuk menghasilkan etanol dengan konsentrasi 8 – 10% dengan suhu optimum berkisar 32 – 33oC (Riegel, 1992). Proses pembuatan bioetanol Pemurnian/destilasi untuk memisahkan alkohol dari hasil fermentasi dapat dilakukan dengan destilasi. Destilasi adalah metode pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih. Proses ini dilakukan untuk mengambil alkohol dari hasil fermentasi. Destilasi dapat dilakukan pada suhu 80°C, karena titik alkohol 78°C. sedangkan titik didih air 1000C. Destilasi adalah memisahkan komponen-


komponen yang mudah menguap pada suatu campuran cair dengan cara menguapkannya (separating agentnya panas), yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan. Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut sebagai uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai destilat dan bagian campuran yang tidak menguap disebut residu (Mc Cabe W.L., 1993). Proses pembuatan etanol pada dasarnya terdiri atas langkah-langkah berikut : a. Konversi arang hidrat menjadi gula yang dapat dicairkan dalam air. b. Fermentasi gula menjadi etanol c. Pemisahan etanol dari air dan komponen-komponen lain dengan destilasi. (Kadir, 1995) Bahan baku bioetanol bisa diperoleh dari berbagai tanaman yang menghasilkan gula dan tepung. Pada tahap persiapan, bahan baku berupa padatan harus dikonversi terlebih dahulu menjadi larutan gula sebelum akhirnya difermentasi untuk menghasilkan etanol, sedangkan bahan yang sudah berbentuk larutan gula dapat langsung difermentasi. Bahan padatan dikenai perlakuan pengecilan ukuran dan tahap pemasakan. Tahap pemasakan bahan meliputi liquifikasi dan sakarifikasi. Pada tahap ini, tepung dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan menjadi gula kompleks. Pada tahap liquifikasi dilakukan penambahan air dan enzim alphaamilase. Proses dilakukan pada suhu 80-90oC berakhirnya proses liquifikasi ditandai dengan parameter cairan seperti sup. Tahap sakarifikasi dilakukan pada suhu 50-60oC. Enzim yang ditambahkan pada tahap ini adalah enzim glukoamilase. Pada tahap sakarifikasi akan terjadi pemecahan gula kompleks


menjadi gula sederhana. Proses liquifikasi yang menggunakan enzim alphaamilase dan sakarifikasi yang menggunakan enzim glukoamilase secara langsung dapat digantikan oleh penggunaan cendawan Aspergillus sp. Hal ini disebabkan karena cendawan ini menghasilkan enzim alphaamilase dan glukoamilase yang akan berperan

dalam

mengurai pati

menjadi

glukosa

atau

gula

sederhana

(Hambali, dkk., 2008). Persentase bahan baku industri etanol dunia yaitu 95 % dari fermentasi dan hanya 5 % berasal dari sintesis. Diagram alir pembuatan bioetanol terdapat pada Gambar 1.

GULA

PATI Uap

Enzim Alfa amilase

LIQUIFIKASI & PEMASAKAN SAKARAFISASI

LIGNOSELULOSA

Uap PRETREATMENT

SAKARAFISASI

Enzim Alkali

Beta Glukosidase

Sel Mikroba

Sakarafisasi (Hidrolisis)

Etanol

Stillage

Sakarafisasi (Hidrolisis)

Pupuk

Gas Bio

Gambar 1. Diagram alir proses pembuatan bioetanol dari bahan baku gula, pati, dan ligniselulosa


(Prihandana,2007)

Alat Destilasi Prinsip dari proses destilasi yaitu

memisahkan etanol dari campuran

etanol dan air. Untuk larutan yang terdiri dari komponen-komponen yang berbeda nyata

suhu

didihnya,

destilasi

merupakan

cara

yang

paling

mudah

dioperasikandan juga merupakan cara pemisahan yang secara thermal efisien. Pada tekanan atmosfir, air mendidih pada suhu 100ºC dan etanol mendidih pada suhu sekitar 77ºC. perbedaan dalam titik didih inilah yang memungkinkan pemisahan campuran etanol air (Lurgi, 1989). Alat destilasi yang digunakan memiliki komponen sebagai berikut : 1. Drum 30 liter Drum ini berfungsi sebagai tempat bahan baku (beer/sake) yang akan didestilasi. Drum ini dilengkapi dengan termometer yang berfungsi untuk mengontrol suhu di dalam drum selama proses pemanasan. Drum ini berbentuk silinder yang pada bagian tutupnya diberi lubang keluaran uap yang dihubungkan dengan pipa tembaga yang berfungsi sebagai saluran uap yang akan dikondensasi. 2. Pipa Tembaga Pipa tembaga ini berdiameter ¼ inci yang berfungsi sebagai saluran uap etanol yang dihasilkan dari proses pemanasan bahan baku (beer/sake) di drum pemasakan menuju pipa ulir di dalam kondensor. 3. Pipa Ulir


Pipa ini terbuat dari tembaga dan berbentuk ulir yang berada di dalam kondensor. Pipa ulir ini berfungsi untuk mengubah etanol yang dihasilkan dari proses pemanasan yang berupa fasa uap menjadi fasa cair melalui proses kondensasi pada kondensor. 4. Kondensor Kondensor ini terdiri dari 30 L yang berisi air dan pipa ulir. Di bagian alas dan atas drum dilubangi sebagai tempat pipa ulir, bagian atas sebagai saluran pemasukan uap etanol dan bagian bawah sebagai saluran keluaran etanol yang telah berubah menjadi fasa cair. Air di dalam drum ini akan menurunkan temperatur uap etanol yang berada di dalam pipa ulir, sehingga etanol yang berfasa gas akan berubah menjadi fasa cair. 5. Pipa Keluaran Pipa ini berfungsi untuk mengeluarkan hasil proses destilasi, pada pipa ini terdapat kran pembuka dan pengunci pipa. 6. Kompor Gas Kompor gas berfungsi sebagai alat pemanas untuk memanaskan drum yang berisi bahan berupa bioetanol dan air. Selama proses pemanasan diusahakan suhu yang dihasilkan antara 78 – 98oC, karena apabila suhu mencapai 100oC, uap yang dihasilkan akan banyak mengandung air yang mengakibatkan penurunan kadar bioetanol yang dihasilkan 7. Erlenmeyer dan Gelas Ukur Erlenmeyer dan gelas ukur berfungsi sebagai pengukur bioetanol yang dihasilkan melalui proses distilasi ini (Dwinarso, 2010)


Kadar alkohol setelah proses destilasi hanya dipengaruhi oleh alat destilasi yang digunakan. Alat destilasi yang digunakan merupakan alat destilasi satu tingkat yang hanya mampu menghasilkan etanol dengan kadar alkohol 40% (Shidik, 2011). Kadar etanol hasil fermentasi tidak dapat mencapai level diatas 18-21%, sebab etanol dengan kadar tesebut bersifat racun terhadap ragi yang memproduksi etanol tersebut sehingga untuk memperoleh etanol dengan kadar yang lebih tinggi perlu dilakukan destilasi. Destilasi adalah proses pemanasan yang memisahkan etanol dan beberapa komponen cair lain dari substrat fermentasi sehingga diperoleh kadar etanol yang lebih tinggi (Archunan, 2004).


TINJAUAN PUSTAKA. konsentrat ini mudah diangkut dan digunakan untuk bahan bakar mobil dan truk,

Recommend Documents