Teknologi Pengolahan Bioetanol dari Nira Aren Djeni Hendra, MSi. Pusat Litbang Hasil Hutan Badan Penelitian Pengembangan dan Inovasi Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Cirebon, 5 April 2016 Outline I Latar Belakang II III IV V VI Teknologi Pengolahan Bioethanol Prototipe Alat Pengolah Bioethanol Proses Pengolahan Bioethanol Pemanfaatan Bioethanol Contoh Aplikasi Bioethanol 1
I. Latar belakang Polusi Penggunaan bahan bakar fossil Polusi gas CO, Nox, Pb Energy Alternatif Pencarian sumber-sumber energy terbarukan dan ramah lingkungan. Bioetanol - Campuran bahan bakar fosil (premium & pertamax) dgn rumus molekul C2H5-OH - Sumber bahan baku tersedia melimpah(aren, nipah, tebu, singkong, jagung, sorgum, siwalan) - Emisi lebih rendah drpd bahan bakar fosil II. Teknologi Pengolahan Bioethanol Pemasakan bahan baku - Dipanaskan sampai pada suhu 40-60 o C selama 10 menit - Diturunkan suhunya sampai pada suhu 28 o C Penambahan ragi (saccharomyces cerevisiae) 1-2% Fermentasi selama 72 jam Filter (disaring) Fermentasi Destilasi Dipanaskan pada suhu 78-80 o C Dehidrasi 2
Pasteurisasi : Proses pemasakan nira dengan tujuan untuk mematikan bakteri yang merugikan dan tidak digunakan pada proses selanjutnya. Sakarifikasi/hidrolisis : Reaksi pengikatan gugus hidroksil (OH) oleh suatu senyawa (secara kimia atau enzim). Yaitu untuk proses pemutusan polymer karbohidrat menjadi monomermonomer gula sederhana Fermentasi : Pemecahan gula menjadi alkohol dan karbon dioksida dengan bantuan mikro organisme (Ragi/enzim) Tipe P3HH-2 Kapasitas Diameter tabung Tinggi tabung Bahan Pengaduk : 60 liter : 380 mm : 650 mm : Stainless steel 304 tebal 1,5 mm : Manual Dilengkapi dengan : Tungku kayu bakar, thermometer manual Tutup Pemasakan Kran untuk mengeluarkan cairan nira Tutup tabung reaktor Gear Pengaduk Tuas Pengaduk Tempat pembakaran Badan tungku Pembakaran 3
Corong untuk memasukkan nira Gear pengaduk Tabung fermentasi Tuas pengaduk Kran pengeluaran nira Dudukan tabung Spesifikasi Kapasitas Reaktor Diameter tabung Tinggi tabung Bahan Pengaduk Dilengkapi dengan Tenaga Manual : 70 liter : 380 mm : 650 mm : Stainless steel 304, tebal 1,5 mm : Manual : Thermometer manual, kran untuk mengeluarkan nira, dan corong untuk mema-sukan nira Termometer Corong pemasukan nira Condensor 1 Dudukan condensor Condensor 2 Termometer Tungku kayu bakar/kompor Pipa kaca indikator air panas Tenaga kompor gas/kayu bakar 4
Alat pengolah bioetanol dapat digunakan untuk mengolah bahan baku dari berbagai jenis nira (cairan): - Nira aren - Nira nipah - Nira kelapa - Nira Lontar dll Sedang dikembangkan alat pengolah bioethanol dari bahan padat (lignoselulosa) IV. Proses Pengolahan Bioetanol 1. Persiapan Bahan Baku 5
2. Pemasakan bahan baku Cairan nira di panaskan/dimasak untuk mematikan bakteri yang tidak digunakan, pada suhu 40-60 o C selama 10 menit, kemudian suhu diturunkan sampai suhu 28 o C 3. Fermentasi Pemecahan gula gula sederhana menjadi etanol dengan menggunakan enzim atau ragi Ragi : Saccharomyces cerevisae 1-2%, urea 1% dan NPK masing-masing 0,5% ph 4-6 kondisi optimum ragi untuk merubah gula menjadi etanol Kapasitas alat = 60 liter ( terpakai 50 liter) Lama fermentasi 3 hari Diaduk 6 jam sekali, selama 3 menit 6
4. Destilasi Proses pemisahan alkohol dari larutan fermentasi, dilakukan pada suhu 78-80 C (alkohol akan menguap terlebih dahulu dibandingkan air) Disuling sampai 5-6 jam kurang lebih dapat 7,5 liter (tergantung ragi dan kadar gula niranya) Kadar bioetanol 90% Penyulingan kedua (dehidrasi) sampai menghasilkan 6,3 liter dengan kadar bioetanol 98,5% Hasil Nira 50 liter Destilasi Etanol 80-90% Rendemen ±15% 7,5 liter Dehidrasi Etanol 98,5% Rendemen ±85% 6,3 liter 7
Bioetanol dari nira aren Hasil penyulingan aren menghasilkan kadar etanol sebesar 85-90% Dapat menghasilkan api yang biru Kadar bioetanol dapat ditingkatkan menjadi 99% melalui proses dehidrasi V Pemanfaatan Bioethanol Campuran bensin (menaikkan bil. oktan) Bahan pelarut Kadar Ethanol > 99% Kadar Ethanol 90-96% Bahan bakar kompor, desinfektan Kadar Ethanol 75-85% Pupuk cair 8
VI Contoh aplikasi Bioethanol Aplikasi per 1 liter Bioethanol untuk bahan bakar kompor Kadar 70% 3 jam Kadar 85% 5-6 jam 9