- Sampai dikala ini produksi bioetanol dalam bentuk FGE (Fuel Grade Etanol) besar dilakukan oleh pabrik berskala besar. Sebaiknya masyarakat tidak hanya sekedar menjadi penonton dan menikmati bioetanol yang diproduksi oleh para industriawan besar,kita harus lebih kreatif untuk berinovasi membuat sumber daya alternatif guna mengurangi kelangkaan sumber daya alam lainnya dan kita sanggup memanfaatkan sumber daya alam yang ada kini dengan sebaik- baiknya
1. Hidrolisa Polisakarida / Pati
Hidrolisis ialah suatu proses antara reaktan dengan air supaya suatu senyawa pecah terurai. Reaksi Hidrolisis:
(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6
Polisakarida Air Glukosa
Reaksi antara air dan pati berlangsung sangat lambat sehingga diharapkan bantuan katalisator untuk memperbesar kereaktifan air. Katalisator bisa berupa asam maupun enzim. Katalisator asam yang biasa digunakan adalah asam klorida, asam nitrat dan asam sulfat. Dalam industri umumnya digunakan enzim sebagai katalisator. Hidrolisa polisakarida (pati) menggunakan asam.
Salah satu proses hidrolisis yaitu hidrolisis asam, dimana katalisatornya menggunakan asam.
Asam berfungsi sebagai katalisator dengan mengaktifkan air. Di dalam industri asam yang digunakan ialah H2SO4 dan HCl. HCl lebih menguntungkan lantaran lebih reaktif dibandingkan H2SO4.Dengan menggunakan asam akan menghasilkan konversi 35 – 65 % setara glukosa.
Faktor-faktor yang besar lengan berkuasa pada hidrolisis pati antara lain :
a. Suhu
Dari kinetika reaksi, semakin tinggi suhu reaksi makin cepat pula jalannya reaksi. Tetapi apabila proses berlangsung pada suhu yang tinggi, konversi akan menurun. Hal ini disebabkan adanya glukosa yang pecah menjadi arang.
b. Waktu
Semakin usang waktu hidrolisis, konversi yang dicapai semakin besar dan pada batas waktu tertentu akan diperoleh konversi yang relatif baik dan apabila waktu tersebut diperpanjang, pertambahan konversi kecil sekali.
c. Pencampuran pereaksi
Karena pati tidak larut dalam air maka pengadukan perlu diadakan supaya persentuhan butir-butir pati dan air sanggup berlangsung dengan baik
d. Konsentrasi katalisator
Penambahan katalisator bertujuan memperbesar kecepatan reaksi. Makara semakin banyak jumlah katalisator yang digunakan makin cepat reaksi hidrolisis. Dalam waktu tertentu pati yang menjelma glukosa juga meningkat.
e. Kadar suspensi pati
Perbandingan antara air dan pati yang sempurna akan membuat reaksi hidrolisis berjalan cepat.
2. Hidrolisa pati menggunakan enzim / Proses Sakarifikasi
Enzim yang digunakan untuk menghidrolisa pati ialah enzim alfa amylase dan amiloglukoamilase . Enzim alfa amylase sanggup Hidrolisa menghidrolisis alfa-1,4-glukosida dan alfa 1,6 glukosida menjadi dextrin. (Tahap likuifaksi Pada suhu 100 C selama 1 jam). Selanjutnya enzim amiloglukosidase akan merubah dextrin menjadi glukosa (tahap sakarifikasi pada suhu 60 C selama 3 hari).
Proses sakarifikasi dengan enzim akan menghasilkan konversi glukosa hingga 98 %.
Fermentasi ialah suatu proses perubahan – perubahan kimia dalam suatu substrat organik yang sanggup berlangsung lantaran agresi katalisator biokimia, yaitu enzim yang dihasilkan oleh mikrobia – mikrobia tertentu. (Tjokroadikoesoemo, 19860. Fermentasi gula oleh ragi, contohnya kultur tunggal Saccharomyces cerevisiae sanggup menghasilkan etil alkohol (etanol) dan CO2 melalui reaksi sebagai berikut:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Glukosa etanol
Proses fermentasi dengan kultur tunggal ragi Saccharomyces cerevisiae memerlukan waktu 4 hari. Lamanya proses ialah ketidak mampuan ragi Saccharomyces cerevisiae memecah pati menjadi glukosa
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fermentasi
a. Keasaman (pH)
Tingkat keasaman sangat besar lengan berkuasa dalam perkembangan bakteri. Kondisi keasaman yang baik untuk pertumbuhan basil ialah 4 – 5.
b. Mikroba
Fermentasi biasanya dilakukan dengan menggunakan kultur murni yang dihasilkan di laboratorium. Kultur ini sanggup disimpan dalam keadaan kering atau dibekukan. Berbagai macam jasad renik sanggup digunakan untuk proses fermentasi antara lain yeast. Yeast tersebut sanggup berbentuk materi murni pada media agar-agar atau dalam bentuk dry yeast yang diawetkan.
c. Suhu
Suhu fermentasi sangat menentukan macam mikroba yang mayoritas selama fermentasi. Tiap-tiap mikroorganisme mempunyai suhu pertumbuhan optimal, yaitu suhu yang memperlihatkan pertumbuhan terbaik dan perbanyakan diri secara tercepat. Pada suhu 30oC mempunyai laba terbentuk alkohol lebih banyak lantaran ragi bekerja optimal pada suhu itu.
d. Oksigen
Udara atau oksigen selama proses fermentasi harus diatur sebaik mungkin untuk memperbanyak atau menghambat mikroba tertentu. Setiap mikroba membutuhkan oksigen yang berbeda jumlahnya untuk pertumbuhan atau membentuk sel – sel gres dan untuk fermentasi. Misalnya ragi roti (Saccharomyces cerevisiae) akan tumbuh lebih baik pada keadaan aerobik, tetapi akan melaksanakan fermentasi terhadap gula jauh lebih cepat pada keadaan anaerobik.
e. Makanan
Semua mikroorganisme memerlukan nutrient yang akan menyediakan:
1) Energi biasanya diperoleh dari subtansi yang mengandung karbon.
2) Nitrogen untuk sintesis protein. Salah satu rujukan sumber nitrogen yang sanggup digunakan ialah urea.
3) Mineral yang dipergunakan mikroorganisme salah satunya ialah asam phospat yang sanggup diambil dari pupuk NPK.
4) Vitamin, sebagian besar sumber karbon dan nitrogen alami sudah mengandung semua atau beberapa vitamin yang dibutuhkan mikroorganisme.
Pemakaian ragi dalam fermentasi
Ragi tape ialah salah satu alternative starter amilolitik untuk proses hidrolisa dan fermentasi untuk produksi etanol. Ragi tape ialah kultur starter kering terbuat dari adonan tepuing beras, ramuan bumbu, air, gula tebu. Ragi tape merupakan kultur kering yang terdiri dari konsorsium mikroba berupa yeast (Saccharomyces Sereviseae) atau khamir, kapang (mucor, rhizopus, amylomyces), dan basil dari jenis cocci. Ragi tape bisa menjadi alternative yang harganya murah, selain itu mempunyai fungsi amilotitik.
3. Distilasi
Distilasi ialah suatu proses penguapan dan pengembunan kembali, yang dimaksudkan untuk memisahkan adonan dua atau lebih zat cair ke dalam fraksi – farksinya menurut perbedaan titik didih. Pada umumnya, pemisahan hasil fermentasi glukosa/dektrosa menggunakan sistem uap-cairan, dan terdiri dari komponen – komponen tertentu yang gampang tercampur. Umumnya destilasi berlangsung pada tekanan atmosfer, rujukan dalam hal ini ialah sistem alkoholair, yang pada tekanan atmosfer mempunyai titik didih sebesar 78,6oC.
1. BIOETANOL MOLASE TEBU
Cara paling gampang membuat bioetanol ialah dengan materi yang banyak mengandung gula, contohnya ialah tetes tebu atau molases. Tetes tebu merupakan produk samping dari pabrik tebu yang mempunyai kadar gula sangat tinggi (>50%). Pembuatan bioetanol dari tetes tebu secara umum ialah menyerupai berikut
1. Tetes Tebu/Molasses (kadar gula 50%)
Langkah-langkah pembuatan bioetanol adalah, sebagai berikut :
1. Pengenceran Tetes Tebu
Kadar gula dalam tetes tebu terlalu tinggi untuk proses fermentasi, oleh lantaran itu perlu diencerkan terlebih dahulu. Kadar gula yang diinginkan kurang lebih ialah 14 %. Misal: larutkan 28 kg (atau 22.5 liter) molasses dengan 72 liter air. Aduk hingga tercampur merata. Volume airnya kurang lebih 94.5 L. Masukkan ke dalam fermentor.
Catatan: jika kandungan gula dalam tetes kurang dari 50%, penambahan air harus diadaptasi dengan kadar gula awalnya. Yang penting ialah kadar gula kesudahannya kurang lebih 14%.
2. Penambahan Urea dan NPK
Urea dan NPK berfungsi sebagai nutrisi ragi. Kebutuhan hara tersebut ialah sebagai berikut:
a. Urea sebanyak 0.5% dari kadar gula dalam larutan fermentasi.
b. NPK sebanyak 0.1% dari kadar gula dalam larutan fermentasi.
Untuk rujukan di atas, kebutuhan urea ialah sebanyak 70 gr dan NPK sebanyak 14 gr. Gerus urea dan NPK ini hingga halus, kemudian ditambahkan ke dalam larutan molasses dan diaduk.
3. Penambahan Ragi
Bahan aktif ragi roti ialah khamir Saccharomyces cereviseae yang sanggup memfermentasi gula menjadi etanol. Ragi roti gampang dibeli di toko-toko bahan-bahan camilan bagus atau di supermarket. Sebaiknya tidak menggunakan ragi tape, lantaran ragi tape terdiri dari beberapa mikroba. Konsentrasi sumber gula dalam tetes tebu besar lengan berkuasa terhadap pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae pembentuk flok.
Syarat-syarat yang dipergunakan dalam menentukan 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 pembiasaan terhadap media yang difermentasi.
2. Tahan terhadap alkohol tinggi.
3. Tahan terhadap suhu tinggi.
4. Mempunyai sifat yang stabil.
5. Cepat mengadakan pembiasaan terhadap media yang difermentasi.
Dalam prosesnya, ragi diberi air hangat-hangat kuku secukupnya. Kemudian diaduk-aduk perlahan hingga tempak sedikit berbusa. Setelah itu gres dimasukkan ke dalam fermentor. Fermentor ditutup rapat.
Hasil penelitian memperlihatkan bahwa pada konsentrasi sumber gula 15% dan 20%, sel mengalami pertumbuhan secara signifikan. Namun, pada konsentrasi sumber gula 25% tingkat pertumbuhan sel sangat rendah lantaran tingginya kandungan sumber gula menyebabkan viskositas dan tekanan osmotik dalam medium meningkat sehingga sel mengalami stres dan metabolisme sel menurun.pertumbuhan Saccharomyces cerevisiae meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi gula hingga 20% dalam medium, tetapi meningkatnya konsentrasi gula lebih dari 20% menyebabkan pertumbuhan sel terhambat.
4. Fermentasi
Proses fermentasi akan berjalan beberapa jam sesudah semua materi dimasukkan ke dalam fermentor. Maka akan tampak gelembung-gelembung udara kecil-kecil dari dalam fermentor. Gelembung-gelembung udara ini ialah gas CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi. Kadang-kadang terdengar bunyi gemuruh selama proses fermentasi ini.
Selama proses fermentasi ini usahakan supaya suhu tidak melebihi 36oC dan pH nya dipertahankan 4.5 – 5.
Proses fermentasi berjalan kurang lebih selama 66 jam atau kira-kira 2.5 hari. Salah satu tanda bahwa fermentasi sudah selesai ialah tidak terlihat lagi adanya gelembung-gelembung udara. Kadar etanol di dalam cairan fermentasi kurang lebih 7% – 10 %.
Pada prisipnya reaksi dalam proses pembuatan etanol dengan fermentasi ialah sebagai berikut:
C6H12O6 C2H5OH + CO2
Monosakarida etanol gas karbon dioksida
5. Distilasi dan Dehidrasi
Setelah proses fermentasi selesai, masukkan cairan fermentasi ke dalam evaporator atau boiler. Panaskan evaporator dan suhunya dipertahankan sekitar 90 derajat Celcius. Pada suhu ini etanol sudah menguap, tetapi air tidak menguap. Uap etanol dialirkan ke distilator. Bioetanol akan keluar dari pipa pengeluaran distilator. Distilasi pertama, biasanya kadar etanol masih di bawah 95%. Apabila kadar etanol masih di bawah 95%, distilasi perlu diulangi lagi (reflux) hingga kadar etanolnya 95%.
Apabila kadar etanolnya sudah 95% dilakukan kehilangan cairan tubuh atau penghilangan air. Untuk menghilangkan air bisa menggunakan kapur tohor atau zeolit sintetis. Setelah itu didistilasi lagi hingga kadar airnya kurang lebih 99.5%.
Mari berteman dengan saya
Follow my Instagram _yudha58
0 Response to "Proses Bioetanol Molase Tebu"
Posting Komentar