TUGAS KETEKNIKAN SISTEM ANALISA KUANTITATIF PRODUKSI BIOETANOL DISUSUN OLEH : Yosua 125100601111007 Iffat Fairuz 125100600111011 Dita Pratiwi Putri 125100607111007 Khoirunnisa 125100600111001 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2013
Penggunaan Energi pada Produksi Bioetanol
Tabel diatas berisi keseimbangan keseluruhan energi untuk pertanian dan alkohol gandum, minyak fusel, batang jagung, tongkol, sekam adalah 242,494 btu per galon etanol yang dihasilkan, sementara konsumsi, sedangkan konsumsi energi dalam operasi pertanian, pabrik alkohol, dan transportasi tangkai tongkol dan sekam ke lokasi pabrik adalah 155,466 Btu per galon etanol yang dihasilkan. Produksi energi bersih adalah perbedaan kedua nilai atau senilai 87,028 Btu per galon etanol yang dihasilkan. Pengolahan terkait dengan produksi biji-bijian kering dan terlarut tidak termasuk ke dalam analisis energi di atas karena energi di atas tidak berhubungan langsung dengan produksi etanol, tetapi lebih merupakan operasi pemulihan produk karena alasan ekonomi. Hilangnya energi bersih terkait dengan produksi gabah oleh produk 18,170 Btu per galon etanol seperti yang ditunjukkan dalam tabel IV. Nilai energi dari batang jagung, tongkol, dan sekam yang terkandung dalam tabel IV adalah untuk total produksi komponen. Sebenarnya ini akan menjadi praktis dan lebih diharapkan untuk mengumpulkan sekitar 75 bahan ini meninggalkan sisanya di lapangan untuk tujuan pengoondisian tanah. Jika ini dilakukan dan defisit energi bersih oleh produksi pakan tidak dimasukkan dalam analisis, maka produksi energi bersih adalah 45,575 Btu per galon (118,210 Btu per gantang jagung). Jika defisit energi untuk produksi produk dimasukkan dalam analisis, maka masih ada produksi energi bersih sebesar 27,405 Btu per galon etanol (71,090 Btu per gantang jagung) yang kira-kira 36 dari pemanasan yang lebih rendah dari galon etanol anhidrat. Tingkat Keamanaan pada Produksi Bioetanol Dampak kesehatan negatif dapat dicontohkan dari biodiesel. Produksi biodiesel biasanya menggunakan beberapa bahan kimia mematikan potensi termasuk metanol, soda kaustik dan asam sulfat pekat. Paparan metanol pada dosis harian kecil menyebabkan kerusakan kumulatif pada tubuh, mungkin menyebabkan kebutaan dan kematian. Hal ini juga meledak, mirip dengan bensin, dan bila dicampur dengan soda kaustik itu beracun, eksplosif dan kaustik. Ini bisa menjadi isu tertentu yang berkaitan dengan produksi non-komersial Akan tetapi penggunaan bioetanol ini terhambat oleh tingkat keamanan penggunaannya yang mudah menguap dan cepat terbakar. Untuk meningkatkan keamanan dalam pemakaian,
dibutuhkan pengembangan bentuk lain seperti bentuk gel yang lebih aman, mudah digunakan, dan mudah ditransportasikan. Polutan yang dilepaskan ke lingkungan dalam produksi bioetanol Bioetanol sangat bermanfaat sebagai bahah bakar alternative untuk menggantikan bahan bakar minyak yang semakin terbatas jumlahnya. Namun dalam produksinya etanol juga menghasilkan limbah yang sangat mengganggu, apapun bahan baku yang digunakan baik molases ataupun singkong. Limbah bioetanol dengan bahan baku molases hanya limbah cair. Volume limbah ini cukup besar. Jumlahnya dapat mencapai 90% dari volume cairan fermentasi. Sedangkan limbah bioetanol dari singkong ada dua macam yaitu limbah padat dan limbah cair. Volume limbah padat kurang lebih mencapai 14% dari jumlah singkong yang diolah. Kalau volume limbah cairnya sama seperti volume limbah dari molases. Contoh mudahnya sebagai berikut, jika pabrik bioetanol dengan bahan baku molases. Volume fermentat yang diolah kurang lebih 5000 L. Etanol yang dihasilkan sebanyak 400L. Berarti limbah cairnya sebanyak 4600L. Limbah cair pabrik etanol tidak mengandung B3 (bahan dan limbah berbahaya serta beracun). Bioetanol tidak dihasilkan dari proses yang menggunakan bahan kimia, melainkan hanya proses biologi (enzimatik dan fermentasi). Namun, permasalahan utama terletak pada kandungan BOD dan COD yang tinggi seperti pada tabel berikut. Parameter Kuantitas Derajat Keasaman 4,0 Temperatur BOD (biological oxygen demand) COD (chemical oxygen demand) OM (organic matter) 55 0 C 35.000 ppm 50.000 ppm 35.000 ppm
Volatile residu Ash 34.000 ppm 10.000 ppm - Analisa Dampak lingkungan dan Pemanfaatan yang dapat dikakukan Limbah yang dihasilkan dari produksi bioetanol berbahan dasar singkong/molasses dibagi dua, yaitu limbah cair dan padat (onggok). Limbah kulit singkong tidak baik bagi lingkungan karena kandungan sianida (toksik) yang tinggi sehinga dapat mencemari tanah. Paparan sianida dalam konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan otak, hati, bahkan koma dan kematian dalam jangka waktu yang pendek. Namun, sianida ini dapat rusak oleh panas, sehingga dalam pemanfaatan limbah kulit singkong, digunakan proses pemanasan. Pemanfaatan kulit singkong juga jarang digunakan, sehingga banyak menumpuk di beberapa tempat khusunya disekitar industri yang menggunakan bahan baku singkong. Onggok yang merupakan limbah dari produksi bioethanol berbahan dasar singkong, saat ini bukan jadi limbah lagi.onggok bisa dijual dengan harga yang cukup lumayan. Untuk menjaga keseimbangan lingkungan, limbah ini harus dikelola. Banyak orang memanfaatkan onggok untuk pakan ternak. Selain itu, onggok juga disulap menjadi bahan baku obat nyamuk bakar. Onggok kering bisa dijual dengan harga kurang lebih Rp. 1.600/kg. Sedangkan, limbah cair bioetanol bisa diolah menjadi pupuk organik cair (POC) yang bernilai ekonomis. Bahkan jika dihitung dari nilai ekonominya, POC memiliki harga yang lebih tinggi dari etenolnya sendiri yang merupakan produk utama. Keberhasilan mengolah limbah cair menjadi POC terletak pada proses pengolahan yang dilakukan untuk menghasilkan POC. Apabila POC yang dihasilkan berkualitas baik dan hasilnya terbukti di lapangan, maka pasar akan terbuka sangat lebar sekali. Tetapi jika produknya tidak memberikan pengaruh apa-apa pada tanaman, maka akan gagal di pasaran. Demikian pula untuk limbah padat. Kalau tahapan pengolahan singkong tidak dirancang dengan baik, limbah padatnya tidak akan laku dipasaran.
Jadi perlu ada sedikit modifikasi pada alur proses pembuatan bioetanol, baik dari molases maupun dari singkong agar dapat menghasilkan produk samping yang potensial. Penggunaan air pada produksi etanol dan dampaknya Fasilitas produksi etanol telah meningkatkan efisiensi air mereka dari waktu ke waktu. Saat ini mereka menggunakan sekitar tiga galon air untuk memproduksi satu galon etanol. Angka ini menurun dari 5,8 galon air : 1 galon etanol pada tahun 1998 dan 4,2 galon air : 1 galon etanol di 2005. Para ahli memprediksi bahwa teknologi baru dan proses perbaikan akan mengurangi penggunaan air untuk dua galon dalam waktu singkat. Air merupakan sumber daya penting. Ini adalah pertimbangan dan bagian dari proses perijinan ketika pabrik ethanol dibangun. Sebuah etanol tanaman khas mampu memproduksi 40.000.000 galon etanol per tahun, bisa menggunakan hingga 330.000 galon air per hari atau 120 juta galon air per tahun. Ini sama dengan air yang digunakan oleh kota 5.000 orang atau lapangan golf berukuran standar. Rata-rata rumah menggunakan 107.000 galon air per tahun. Rata-rata orang menggunakan 50 galon air setiap hari. Jumlah air yang dikonsumsi dalam produksi etanol tergantung pada jenis tanaman yang digunakan sebagai biomassa, di mana itu diproduksi, dan teknologi yang digunakan dalam pengolahannya. Jumlah air yang dibutuhkan untuk memproduksi etanol bervariasi sesuai dengan berapa banyak irigasi yang dibutuhkan untuk tanamannya, terutama karena pertanian adalah tahap yang paling memakan air tahap produksi etanol. Sebagian besar dari air irigasi diambil dari
akuifer air tanah di wilayah yang sudah air stres. Menanam jagung juga memerlukan banyak pupuk, dan ekstensif menggunakan pupuk nitrogen dan pestisida memiliki dampak yang parah pada kualitas air sekarang. Juga, tidak semua air ini digunakan sekali dan dibuang. Sebagian besar air digunakan kembali dalam pabrik, sementara beberapa menguap selama proses pemanasan maupun pendinginan. Perbaikan dan efisiensi terus ditemukan dan diimplementasikan. Sejumlah langkah-langkah dilakukan untuk mengurangi dampak etanol pada sumber daya air. Penggunaan pupuk dapat dikurangi. Limpasan dapat dikurangi melalui pertanian kontur, terasering, tidak-sampai pertanian, buffer riparian dan drainase ubin ( sistem pipa bawah tanah yang menghilangkan kelebihan air dan mempromosikan penyerapan oleh akar tanaman ). Cara yang rasional adalah dengan memproduksi etanol dari tanaman yang toleran kekeringan, memiliki biomassa yang tinggi dan sedikit kebutuhan untuk irigasi. Etanol selulosa dapat dibuat dari rumput abadi, kayu hutan dan sisa tanaman, ganggang, dan sampah kota.