Prosedur Uji Etanol

Prosedur Uji Etanol

CARA KERJA PRODUKSI BIOETANOL DARI RUMPUT GAJAH SECARA KIMIA

PRODUKSI BIOETANOL DARI RUMPUT GAJAH SECARA KIMIA

Indonesia mempunyai iklim yang mempermudah tumbuhnya rumput gajah, sehingga ketersediaan rumput gajah dapat secara kontinyu melimpah. Rumput gajah merupakan salah satu tanaman yang kurang dimanfaatkan. Bahkan sampai saat  ini rumput hanya digunakan sebagai makanan ternak, terkadang rumput gajah juga dianggap sebagai tanaman pengganggu. Tetapi rumput gajah mempunyai kadar selulosa yang dapat digunakan sebagai salah satu bahan penghasil ethanol. Ethanol atau ethyl alcohol kadang disebut juga ethanol spiritus. Ethanol digunakan dalam beragam industri seperti campuran untuk minuman keras seperti sake atau gin, bahan baku farmasi dan kosmetika, dan campuran bahan bakar kendaraan, peningkat oktan, bensin ethanol (gasohol) dan sebagai sumber oksigen untuk pembakaran yang lebih bersih pengganti (methyl tertiary-butyl ether/MTBE). Karena ethanol mengandung 35 persen oksigen, dapat meningkatkan efisiensi pembakaran. Ethanol juga ramah lingkungan karena emisi gas buangnya rendah kadar karbon monoksidanya, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca yang menjadi polutan serta mudah terurai dan aman karena tidak mencemari lingkungan.

            Rumput gajah selama ini belum dimanfaatkan secara maksimal dan dapat mengganggu lingkungan apabila dibiarkan begitu saja. Indonesia memiliki beberapa tempat penghasil rumput gajah seperti di Jawa Tengah, Jawa Barat dan Jawa Timur serta akan dikembangkannya dibeberapa daerah lainnya, dengan potensi tersebut dipastikan sumber bahan baku pembuatan ethanol akan tersedia dalam jumlah yang cukup besar. Dalam mengembangkan produk ethanol yang tinggi perlu dikaji mengenai BAHAN, MEKANISME

REAKSI dan TEKONOLOGI yang diperlukan. Faktor yang sangat berpengaruh adalah bahan baku, proses hidrolisis ,  proses fermentasi, dan proses distilasi..

Di dalam proses hidrolisis ada beberapa faktor yang mempengaruhinya diantaranya :

- pH (derajat keasaman)

pH mempengaruhi proses hidrolisis sehingga dapat dihasilkan hidrolisis yang sesuai dengan yang diinginkan, pH yang baik untuk proses hidrolisis adalah 2,3 (Soebijanto,1986).

- Suhu

Suhu juga mempengaruhi proses kecepatan reaksi hidrolisis, suhu yang baik untuk hidrolisis selulosa adalah sekitar 21 ^oC

- Konsentrasi

Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi hidrolisis, untuk hidrolisis asam digunakan konsentrasi HCl pekat atau H₂SO₄ pekat (Groggins,1985). Dalam proses ini selulosa dalam rumput gajah diubah menjadi glukosa dengan reaksi sebagai berikut: (C₆H₁₀O₅)n + n H₂O               C₆H₁₂O₆ ...............(2)

Di dalam proses fermentasi ada beberapa proses yang mempengaruhinya diantaranya :

-          Nutrisi

Pada proses fermentasi, mikoroorganisme sangat memerlukan nutrisi yang baik agar dapat diperoleh hasil fermentasi yang baik. Nutrisi yang tepat untuk menyuplai mikroorganisme adalah nitrogen yang mana dapat diperolah dari penambahan NH3, garam, amonium, pepton, asam amino, urea.

-          pH

pH yang baik untuk pertumbuhan bakteri adalah 4,5 – 5. Tetapi pada pH 3,5 fermentasi masih dapat berjalan dengan baik dan bakteri pembusuk akan terhambat, untuk mengatur pH dapat digunakan NaOH dan HNO₃.

-          Suhu

Suhu yang baik untuk pertumbuhan bakteri adalah antara 20-30 ^oC. Makin rendah suhu fermentasi, maka akan semakin tinggi etanol yang akan dihasilkan, karena pada suhu rendah fermentasi akan lebih komplit dan kehilangan etanol karena terbawa oleh gas CO₂ akan lebih sedikit.

-          Waktu

Waktu yang dibutuhkan untuk fermentasi adalah 7 hari (Judoamidjojo.1992)

-          Kandungan gula

Kandungan gula akan sangat menpengaruhi proses fermentasi, kandungan gula optimum yang diberikan untuk fermentasi adalah 25%, untuk permulaan, kadar gula yang digunakan adalah 16% (Sardjoko.1991).

-          Volume starter

Volume starter yang baik untuk melakukan fermentasi adalah 1/10 bagian dari volume substrat. Dalam proses fermentasi ini, glukosa dari hasil fermentasi diubah menjadi etanol dengan reaksi sbagai berikut :

C₆H₁₂O₆                       2C₂H₅OH + 2CO₂ (3)

Selain itu, dengan Pemotongan rumput gajah dengan panjang kurang lebih 5 cm dapat diperoleh kadar glukosa yang tinggi dan selulosa yang dapat terhidrolisis dengan larutan HCl. Sebaiknya rumput gajah dibuat dalam bentuk powder, sehingga selulosa bisa terhidrolisis sempurna, akan tetapi dibutuhkan biaya yang lebih tinggi. Disamping itu juga dikhawatirkan jika rumput gajah dalam bentuk powder terjadi destruksi secara fisik, sehingga menyebabkan gugus glukosa rusak. Pengeringan rumput gajah dilakukan secara alami terlebih dahulu dengan suhu kamar, setelah 2 – 3 hari baru dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu 100 ⁰C selama 3 jam, hal ini dilakukan untuk penghematan biaya. Pengeringan merupakan proses yang bertujuan untuk mengurangi kadar air dalam ethanol, kadar air yang diijinkan berdasarkan SNI : 1 %.

Penelitian produksi bio ethanol dari rumput gajah secara kimia ini bertujuan untuk menghasilkan produk bioethanol dan suatu prototipe industri ethanol. Disamping itu penelitian ini dapat dipergunakan sebagai acuan dalam mengembangkan industri ethanol di Indonesia, membantu mengembangkan sektor pertanian serta membantu dalam penyediaan campuran bahan bakar dan memberikan nilai ekonomi.

SKEMA PRODUKSI BIOETHANOL DARI RUMPUT GAJAH SECARA KIMIA

                                                                                                                   

PROSPEK ENZIM DAN LIMBAH LIGNOSELULOSA UNTUK PRODUKSI BIOETANOL

PROSPEK ENZIM DAN LIMBAH LIGNOSELULOSA UNTUK PRODUKSI BIOETANOL

       Seiring dengan bertambahnya penduduk dan pertumbuhan ekonomi di Indonesia, serta menipisnya cadangan minyak bumi, maka dicari energi alternatif untuk menunjang kebutuhan akan energi. Salah satunya dengan mengkonversi biomasa menjadi bioetanol. Teknologi yang digunakan untuk  mengkonversi biomasa menjadi bioetanol merupakan teknologi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi, karena dapat memanfaatkan bahan limbah sebagai bahan baku. Melalui penerapan bioteknologi, dengan penggunaan mikroba sebagai penghasil enzim, diharapkan akan diperoleh teknologi yang ramah lingkungan dibandingkan dengan proses kimiawi yang selama ini banyak dilakukan.

          Lignoselulosa adalah komponen organik di alam yang berlimpah dan terdiri dari tiga tipe polimer, yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Komponen ini merupakan sumber penting untuk menghasilkan produk bermanfaat seperti gula dari proses fermentasi, bahan kimia dan bahan bakar cair. Lignoselulosa bisa diperoleh dari bahan kayu, jerami, rumput-rumputan, limbah pertanian/hutan, limbah industri (kayu, kertas) dan bahan berserat lainnya.

           Dari sekian banyak bahan yang tersedia di alam selain bahan berpati, bahan lignoselulosa

merupakan substrat terbanyak yang belum digunakan secara maksimal. Selama ini peruntukannya banyak untuk pakan. Akan tetapi komponen bahan lignoselulosa ini sangatlah kompleks, sehingga dalam penggunaannya sebagai substrat untuk produksi bioetanol harus melalui beberapa tahapan, antara lain delignifikasi untuk melepas selulosa dan hemiselulosa dari ikatan kompleks lignin, depolimerisasi untuk mendapatkan gula bebas dan fermentasi gula heksosa dan pentosa untuk mendapatkan produksi bioetanol. Enzim pendegradasi lignoselulosa adalah selulase yang banyak digunakan dalam berbagai industri seperti industri makanan, farmasi, tekstil, detergen, dan sebagainya (Hidaka et al.,1998).

         Bahan baku untuk proses produksi bioetanol diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu gula, pati dan selulosa. Sumber gula yang berasal dari gula tebu, gula bit, molase dan buah-buahan, dapat langsung dikonversi menjadi etanol. Sumber dari bahan berpati seperti jagung, singkong, kentang dan akar tanaman harus dihidrolisis terlebih dahulu menjadi gula. Sumber selulosa yang berasal dari kayu, limbah pertanian, limbah pabrik pulp dan kertas, semuanya harus dikonversi menjadi gula dengan bantuan asam mineral (Lin and Tanaka, 2006).

    Proses fermentasi dapat dilakukan dengan menggunakan yeast dari berbagai spesies yaitu Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Kluyveromyces marxianus, Candida utilis dan Pachysolen tannophilus dalam berbagai kondisi fermentasi. Untuk mendapatkan bioetanol dengan kemurnian tinggi, harus dilakukan proses pemurnian dengan cara destilasi. Destilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari broth fermentasi yang sebagian besar adalah air. Untuk mendapatkan etanol sampai dengan kemurnian 95% volume, dilakukan destilasi bertingkat dengan mengumpankan hasil destilasi pertama ke unit destilasi selanjutnya. Dengan demikian, teknologi proses yang efektif menggunakan bahan baku lignoselulosa dapat menghasilkan produk bioetanol untuk memenuhi kebutuhan jangka panjang.

DIAGRAM ALIR PROSES PEMBUATAN BIOETANOL