BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Molase Molase adalah hasil samping dari proses pembuatan gula tebu. Meningkatnya produksi gula tebu Indonesia sekitar sepuluh tahun terakhir ini tentunya akan meningkatkan produksi molase. Molase merupakan media fermentasi yang baik, karena mengandung gula, sejumlah asam amino dan mineral, setelah itu molase tersebut diolah menjadi beberapa produk seperti gula cair dari gula tetes, penyedap makanan (mono sodium glutamat, MSG), alkohol, dan pakan ternak. ( Molase memiliki kandungan sukrosa sekitar 30 persen disamping gula reduksi sekitar 25 persen berupa glukosa dan fruktosa (Kurniawan, 2004). Sukrosa dalam molase merupakan komponen sukrosa yang sudah tidak dapat lagi dikristalkan dalam proses pemasakan di pabrik gula. Hal ini disebabkan karena molase mempunyai nilai Sucrose Reducing sugar Ratio (SRR) yang rendah yaitu berkisar antara 0,98 2,06 (Kurniawan, 2004). Kandungan yang terdapat pada molase: a. Glukosa : 21,7 % b. Sukrosa : 34,19 % c. Air : 26,49 % d. Abu : 17,62 % (Martoyo,T,2002) Molase merupakan salah satu bahan pembuatan etanol merupakan limbah pabrik gula berupa kristal gula yang tidak terbentuk menjadi gula pada proses kristalisasi. Produksi molase sendiri di Indonesia cukup tinggi, seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :

2 Tabel 2.1 Produksi Molase Secara Nasional Tahun Kuantitas (Kg) Persentase % ,06 15,70 17,04 20,30 32,90 (Biro Pusat Statistik, 2002) 2.2 Etanol Etanol atau etil alkohol adalah alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena sifatnya yang tidak beracun. Etanol adalah cairan jernih yang mudah terbakar dengan titik didih pada 78,5 0 C dan titik beku pada -114,5 0 C. Etanol tidak berwarna dan tidak berasa tapi memiliki bau yang khas. Rumus molekul etanol adalah C 2 H 5 OH. ( Sifat-sifat Fisika Etanol 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 2.2. Tabel 2.2 Sifat-Sifat Fisika Etanol Berat Molekul 46,07 gr/grmol Titik Lebur C Titik didih 78,4 0 C Densitas 0,7893 gr/ml Indeks bias 1,36143 cp Viskositas 20 0 C 1,17 cp Panas penguapan 200,6 kal/gr Merupakan cairan tidak berwarna Dapat larut dalam air dan eter Memiliki bau yang khas (Sumber : Perry,1999)

3 2.2.2 Sifat-sifat Kimia Etanol Etanol selain memiliki sifat-sifat fisika juga memiliki sifat-sifat kimia. Sifatsifat kimia tersebut adalah : 1. Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organik 2. Mudah menguap dan mudah terbakar 3. Bila direaksikan dengan asam halida akan membentuk alkyl halida dan air CH 3 CH 2 OH + HC=CH CH 3 CH 2 OCH=CH 4. Bila direaksikan dengan asam karboksilat akan membentuk ester dan air CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH CH 3 COOCH 2 CH 3 + H 2 O 5. Dehidrogenasi etanol menghasilkan asetaldehid 6. Mudah terbakar diudara sehingga menghasilkan lidah api (flame) yang berwarna biru muda dan transparan, dan membentuk H 2 O dan CO 2. 2 Dalam proses pembuatan etanol, ada beberapa bahan baku yang digunakan, yaitu : air, glukosa, dan sukrosa. Bahan baku tersebut memiliki beberapa sifat yang dapat dilihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Sifat-sifat bahan baku Rumus kimia H 2 O Glukosa (C6H 12 O 6 ) Sukrosa (C12H 22 O 11 ) Berat Molekul 18,016 gr/grmol 180,16 gr/grmol 342,30 gr/grmol Densitas 3 0,9995 gr/cm - - Titik lebur 0 0 C C Titik didih C - - Specific gravity , ,588 Dt = Data Tak Tersedia (Sumber : Perry,1999) 0 C 2.3 Pembuatan Etanol Secara umum, etanol dapat dibuat dari bahan-bahan berikut : 1. Zat Tepung Zat tepung (berupa bubur) oleh enzim diastase dari mout (kecambah dari gerst) dapat dirubah menjadi maltosa (sebangsa gula) dengan melalui tingkatan dekstrin. Temperatur optimumnya (50 60) o C, kemudian diberi ragi yang juga dapat

4 mengeluarkan enzim maltase. Enzim ini merubah maltosa menjadi glukosa. Glukosa oleh enzim dirubah menjadi etanol dan CO 2. Reaksi : diastase dari mout (C 6 H 10 O 5 )n + 1/2n H 2 O Amylum (maltase dari ragi) 1/2n C 12 H 22 O C 12 H 22 O 11 + H 2 O 0 C 30 2C 6 H 12 O6 Maltosa Glukosa C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 Konsentrasi etanol yang terjadi tidak boleh melebihi 15 %. Dari hasil destilasi diperoleh etanol 96 %. (R. Soepomo, 1998 ) Molase Molase merupakan hasil samping proses pembuatan gula. Molase mengandung sejumlah besar gula baik sukrosa maupun gula pereduksi. Spesies ragi yang telah dikenal mempunyai daya konversi gula menjadi etanol yang sangat tinggi adalah Saccharomyces Cerevisiae. Reaksinya : C 12 H 22 O 11 + H 2 O 2C 6 H 12 O 6 Sukrosa Glukosa C 6 H 12 O 6 Saccharomyces 2C 2 H 5 OH + 2CO2 Dalam pembuatan etanol tersebut, mula-mula molase diencerkan dengan air sehingga konsentrasi gulanya menjadi %. Jika konsentrasi gula terlalu tinggi, maka waktu fermentasinya lebih lama dan sebagian gula tidak terkonversi, sehingga tidak ekonomis. (Judoamidjojo, 1992) 3. Cairan Buah-Buahan yang Manis Cairan buah-buahan yang manis mengandung glukosa dan fruktosa sehingga bisa mengalami peragian etanol. C 6 H 12 O 6 Saccharomyces 2C 2 H 5 OH + 2CO Dengan proses ini, cairan buah-buahan berubah menjadi minuman yang sehari-hari disebut anggur, dengan kadar etanol yang relatif rendah. (R.Soepomo, 1998) 2

5 2.4 Deskripsi Proses Pembuatan Etanol dari Fermentasi Molase. Pembuatan etanol dari fermentasi molase dapat dilakukan dengan beberapa tahap. Adapun tahapan-tahapan tersebut adalah : 1. Tahapan pemurnian bahan baku Bahan baku adalah molase dengan komposisi : a. Glukosa : 21,7 % b. Sukrosa : 34,19 % c. Air : 26,49 % d. Abu : 17,62 % (Martoyo,T,2002) Sebelum dipompakan ke dalam reaktor (R-101), molase dimurnikan terlebih dahulu dengan menyaringnya lewat filter press (FP-101) yang bertujuan untuk menghilangkan abu. Abu yang telah dipisahkan dari molase ditampung pada bak penampung I (B-101) untuk selanjutnya dibuang. 2. Tahap Hidrolisa Setelah bebas dari abu, kemudian molase dihidrolisa untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa di reaktor (R-101) selama 4 jam. Reaksi yang terjadi di reaktor Hidrolisa : C 12 H 22 O 11 + H 2 O 2C 6 H 12 O 6 3. Tahap Fermentasi Proses peragian dilakukan di fermentor (R-102). Khamir yang digunakan pada fermentor adalah Saccharomycess cereviciae dengan lama fermentasi selama 36 jam. Bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi ini adalah H 3 PO 4 dan (NH 4 ) 2 SO 4. Pada fermentor terjadi konversi glukosa menjadi etanol berdasarkan reaksi : C6H 12 O 6 Saccharomyces 2C 2 H 5 OH + 2CO Konsentrasi etanol yang dihasilkan berkisar antara 7 10% (Sumber : Riegel, 1992) Fermentasi adalah proses pengubahan bahan organik menjadi suatu bentuk kimia yang lain dengan menggunakan proses yang menghasilkan enzim dengan cara penambahan mikroorganisme. Secara umum, khamir yang digunakan 2

6 diklasifikasikan berdasarkan kemampuan khamir untuk menyerap oksigen. Proses pengrusakan glukosa menjadi etanol dipengaruhi oleh rangkaian yang sangat kompleks dimana reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut : C 12 H 22 O 11 + H 2 O (Sukrosa) 2C 6 H 12 O (Glukosa) 6 C 6 H 12 O 6 Saccharomyces 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + Panas/kalor (Glukosa) (Etanol) (Karbon dioksida) 4. Tahap Pemurnian Produk Untuk mendapatkan etanol murni, maka Saccharomycess cereviciae yang terikut harus dipisahkan dengan filter press (FP-102) dan ditampung pada Bak penampung (B-102). Saccharomycess cereviciae yang terpisah dikembangbiakan untuk dipergunakan kembali pada proses peragian berikutnya. 5. Tahap Pemisahan Etanol Dari Larutan Karena konsentrasi etanol yang diperoleh dari hasil fermentasi masih sangat rendah (7-10 %), maka etanol tersebut didistilasi (KD-101) untuk memperoleh kadar etanol yang diinginkan sesuai standar 96 % (Gasohol Handbook, 1981). Setelah diperoleh etanol yang sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan, kemudian etanol tersebut dikondensasi (K-101) untuk mengubah etanol kedalam fasa cair. Etanol yang sudah berada dalam fasa cair kemudian dialirkan kedalam tangki penyimpanan.