Bioetanol

                           

 

PENDAHULUAN

Minyak Bumi di Indonesia sangat banyak akan tetapi minyak bumi suatu sumber energi yang tidak dapat diperbarui, dengan deposit yang terbatas, cepat atau lambat cadangannya pasti akan habis dan berbanding terbalik dengan jumlah masyarakat di indonesia yang berkembang pesat. Hal ini mendorong dilakukannya usaha penghematan energi dan pencarian sumber energi baru sebagai alternatif, salah satunya dengan membuat beoetanol. Bioetanol sebagai energi alternatif pengganti minyak bumi yang terbuat dari bahan alam yang mengandung karbohidrad dengan proses fermentasi bekteri, salah satunya singkong.

Secara empiris Bahan bakar fosil seperi minyak bumi saat ini harganya semakin meningkat, selain kurang ramah lingkungan juga termasuk sumber daya yang tidak dapat diperbaharui. Menurut Surendro, 2006 yang terdapat di jurnal prospek bioetanol sebagai pengganti minyak tanah mengatakan bahwa, produksi etanol Nasional pada tahun 2006 mencapai sekitar 200 juta liter. Kebutuhan etanol Nasional tersebut pada tahun 2007 diperkirakan mencapai 900 juta liter.

Menurut data dari BPS (Badan Pusat Statistik) bahwa singkong di Indonesia memiliki produktivitas yang meningkat, pada tahun 2012 luas lahan 1.129.688 ha memiliki produksi 24.177.372 ton. Sedangkan pada tahun 2014 produksi singkong semakin naik sebesar 24.558.778 ton. Singkong selain banyak di Indonesia, juga memiliki harga yang murah dan terjangkau. Singkong salah satu buah yang di manfaatkan berbagai olahan. Menurut majalah Agroinovasi Sinar tani (Badan Litbang Pertanian) menyebutkan bahwa  Singkong segar mempunyai komposisi kimiawi terdiri dari kadar air sekitar 60%, pati 35%, serat kasar 2,5%, kadar protein 1%, kadar lemak, 0,5% dan kadar abu 1%, karenanya merupakan sumber karbohidrat dan serat makanan, namun sedikit kandungan zat gizi seperti protein.

Pada Makalah ini penulis memiliki tujuan salah satunya, mengetahui bahwa minyak bumi mempunyai alternatif lain yaitu dengan bioetanol, mengetahui apa itu bioetanol,  mengetahui bagaimana proses produksi bioetanol, mengetahui manfaat dari bioethanol, mengetahui sifa fisis dan kimia dari bioetanol.

PEMBAHASAN

PENGERTIAN DAN KOMPOSISI KIMIA

Pemanfaatan energi alternatif  sedang  dilakukan guna  mengurangi ketergantungan  terhadap  bahan  bakar  minyak bumi. Salah satunya adalah dengan pemanfaatan bioetanol. Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan baku nabati dan dilanjutkan dengan proses destilasi. Etanol disebut juga etil alkohol dengan rumus kimia C₂H₅OH atau CH₃CH₂OH dengan titik didihnya 78,4⁰C. Etanol memiliki sifat tidak berwarna, volatil dan dapat bercampur dengan air (Kartika dkk., 1997). Etanol yang terbakar menghasilkan karbondioksida (CO₂) dan air.

Dalam produksi bioetanol dibutuhkan glukosa, pati, dan selulosa. Glukosa merupakan bentuk bahan baku yang paling sederhana dengan rumus kimia C₆H₁₂O₆. Glukosa digunakan dalam proses peragian. Sedangkan pati yang memiliki rumus kimia (C₆H₁₀O₅)_n dengan jumlah n antara 40-3000. Sebagai bahan baku pembuatan bioetanol, pati membutuhkan proses untuk memecah ikatan kimianya menjadi glukosa. Proses yang dilakukan dengan penambahan enzim amilase untuk meghidrolisis menjadi glukosa. Selulosa yang merupakan polisakarida dengan rumus kimia (C₆H₁₀O₅)_n dengan jumlah n ribuan hingga lebih dari puluhan ribu. Sebagai bahan baku bioethanol, selulosa membutuhkan pengolahan awal yang lebih intensif dengan bahan baku lain.

Pemanfaatan bioetanol atau etanol beraneka ragam, sehingga grade etanol yang dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan penggunaannya. Untuk etanol yang mempunyai grade 90 - 96,5% dapat digunakan pada industri, sedangkan etanol yang mempunyai grade 96 - 99,5% dapat digunakan sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Besarnya grade etanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan sebesar 99,5-100%. Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh terhadap proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air (Indyah, 2007).

SIFAT FISIS DAN KIMIAWI

a.       Sifat Fisika Bioetanol

Sifat- Sifat Fisika Etanol	Keterangan
Berat Molekul	46,07 g/g mol
Titik Lebur	-112oC
Titik Didih	78,4oC
Densitas	0,7893 g/ml
Indeks Bias	1,36143 cP
Viskositas 20oC	1,17 cP
Panas Penguapan	200,6 kal/g
Warna Cairan	Tidak Berwarna
Kelarutan	Larut dalam air dan eter
Aroma	Memiliki aroma yang khas

b.      Sifat Kimia Bioetanol

·         Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organik

·         Mudah menguap dan mudah terbakar

·         Bila direaksikan dengan asam halida akan membentuk alkyl halida dan air

                             CH3CH2OH + HC=CH  → CH3CH2OCH=CH2

·         Bila direaksikan dengan asam karboksilat akan membentuk ester dan air

CH3CH2OH + CH3COOH   → CH3COOCH2CH3+ H2O5.

·         Dehidrogenasi etanol menghasilkan asetaldehid

·         Mudah terbakar diudara sehingga menghasilkan lidah api (flame) yang berwarna biru muda dan transparan, dan membentuk H2O dan CO2.

GARIS BESAR PEMBUATAN

            Bioetanol dapat dihasilkan dari fermentasi  jagung,  singkong, sagu, pepaya, nira tebu, nanas dan sejenisnya. Dalam makalah ini, akan membahas tentang produksi bioetanol dari singkong.

 

Langkah-langkah pembuatan Bioetanol terdapat beberapa proses, pada awalnya proses pre-treatment dengan tujuan untuk meningkatkan kandungan glukosa bahan semaksimal mungkin sebelum memasuki tahap fermentasi. Pertama Singkong dikupas dan dibersihkan, lalu diparut. Setelah itu, Singkong yang telah diparut dipanaskan dan diaduk terus hingga mengental, dengan suhu kurang lebih 60^oC, kemuadia tetesi enzim α amilase, lalu aduk hingga cair. Setelah parutan singkong menjadi cair, didinginkan hingga suhu kurang lebih 45^oC. jika suhu telah terdapat kurang lebih  45^oC, ditambahkan enzim β amilase, sehingga akan didapatkan glukosa.

Proses selanjutnya yaitu proses fermentasi yang berlangsung  beberapa  jam setelah  semua  bahan  dimasukkan  ke  dalam fermentor. Pada proses tersebut dibutuhkan bantuan ragi saccharomyces cerevisae dengan persamaan kimia sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂

Proses ini dilakukan jika ditandai dengan keluarnya  gelembung-gelembung  udara kecil-kecil.  Gelembung-gelembung udara ini adalah gas CO₂ yang dihasilkan selama proses fermentasi.  Selama proses fermentasi diusahakan agar suhu tidak melebihi 36°C dan pH nya dipertahankan 4.5-5. Proses fermentasi berjalan kurang lebih selama 2 sampai 3 hari. Setelah itu etanol yang terbentuk dipisahkan dari ampasnya. Saccharomyces cerevisiae memiliki aktivitas paling besar atau fase eksponensial. Fase eksponensial merupakan fase untuk pembentukan produk etanol yang terbesar. Apabila kadar etanol mengalami penurunan, berarti Saccharomyces cerevisiae memasuki death phase sehingga jumlah mikroba yang tumbuh semakin melambat dan tidak ada penambahan jumlah mikroba yang mengubah substrat menjadi etanol.

 

Proses yang terakhir dalam pembuatan bioetanol ini adalah proses  pemurnian  etanol, dimana proses yang paling banyak digunakan dalam  dunia  industri  adalah  proses  destilasi. Proses destilasi dilakukan dengan cara pemisahan. Pemisahan  dilakukan  pada  suhu 78-80^oC. Suhu sangat berpengaruh pada proses pemisahan, karena suhu etanol 78,3^oC dan suhu air 100^oC maka etanol akan menguap terlebih dahulu dan terpisah dari komponen lain.

Dehidrasi suatu proses untuk membuang air sampai menjadi 99,5%. etanol 99,5% ini yang bisa digunakan untuk menjadi bahan bakar energi alternatif. Proses dehidrasi etanol secara konvensional yang umum digunakan adalah dengan distiIasi azeotopik yang saat ini mulai digantikan dengan molecular sieve. Metode yang sedang dikembangkan saat ini adalah pervaporasi dengan membran.

Pada dasarnya ada 5 tahap proses dehidrasi untuk membuang kandungan air dalam campuran etanol azeotropik (etanol 95-96%). Proses yang pertama, yang sudah digunakan di banyak pabrik etanol sejak dulu, adalah proses yang disebut distilasi azeotropik. Distilasi azeotropik dilakukan dengan cara menambahkan benzena atau sikloheksana ke dalam campuran. Ketika zat ini ditambahkan, maka akan membentuk campuran azeotropik heterogen. Hasil akhirnya nanti adalah etanol anhidrat dan campuran uap dari air dan sikloheksana/benzena. Ketika dikondensasi, uap ini akan menjadi cairan. Metode lama lainnya yang digunakan adalah distilasi ekstraktif. Metode ini digunakan dengan cara menambahkan komponen terner dalam etanol hidrat sehingga akan meningkatkan ketidakstabilan relatif etanol tersebut. Ketika campuran terner ini nantinya didistilasi, maka akan menghasilkan etanol anhidrat (Ramadhani, dkk. 2013)

PENGUJIAN KADAR ETANOL

Bioetanol akan menghasilkan etanol, untuk mengetahui kadar etanol yang dihasilkan dapat dilakukan pengukuran menggunakan alkoholmeter.

  

  

Sementara di bawah ini merupakan tabel parameter kualitas bioetanol berdasarkanStandar Nasional Indonesia (SNI).

Standar Nasional Indonesia Kualitas Bioetanol (SNI 7390-2008)

 

MANFAAT BIOETANOL

                 Manfaat bioetanol dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan karena memiliki bilangan oktan yang cukup tinggi, selain itu juga bioetanol dijadikan sebagai bahan baku beralkohol. Adapun manfaat bioetanol yang lainnya, sebagai bahan kimia dasar senyawa organik, sebagai bahan bakar roket, sebagai antiseptik, sebagai antidote beberapa racun, sebagai pelarut untuk parfum, cat dan larutan obat.

RANGKUMAN

Dari pembahasan di atas bioetanol dapat di buat dari bahan baku nabati salah satunya dari singkong. Proses pembuatan bioetanol melalui beberapa tahap yaitu isolasi pati, hidrolisis pati menjadi glukosa, fermentasi atau perubahan glukosa menjadi etanol atau bioetanol, dan destilasi bioetanol lalu didehidrasi.

SARAN

Di saat melakukan percobaan lebih di perhatikan kepada suhu dan kesterilan mikroba, salah satunya disaat fermentasi kesterilannya untuk mencegah kontaminasi oleh mikroba yang tidak dikehendaki. dan didestilasi suhunya.

DAFTAR PUSTAKA

Atmojo, T.P. 2010. Bioetanol Bahan Bakar Nabati. (Online), (http://theatmojo.com/energi/bioetanol-bahan-bakar-nabati/) , diakses 3 Ferbruari 2017 jam 10:57)

Bangun,Beatrix Natalia. 2007.  Pra Rancangan Pabrik Etanol dari Molase dengan Kapasitas Produksi 850 Ton/Tahun (online)

              (http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/18288) diakses 05 februari 2017 jam 18:40

Hapsari, A.M. & Pramashinta, A. 2013. Pembuatan Bioetanol dari Singkong Karet (Manihot glaziovii) Untuk Bahan Bakar Kompor Rumah TanggaSebagai Upaya Mempercepat Konversi Minyak Tanah ke Bahan Bakar Nabati, (Online), (http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jtki), diakses 24 Januari 2017 jam 20:46.

Majalah Agroinovasi Sinar tani (Badan Litbang Pertanian), (online)

                   (http://www.litbang.pertanian.go.id/download/one/104/file/Manfaat-Singkong.pdf ), diakses 05 februari 2017 jam 11:02

Nasrun.  Jalaluddin. & Mahfuddhah. 2015. Pengaruh Jumlah Ragi dan Waktu Fermentasi terhadap Kadar Bioetanol yang Dihasilkan dari Fermentasi Kulit Pepaya, (Online), (http://ft.unimal.ac.id/teknik_kimia/jurnal), diakses 24 Januari 2017 jam 21:18.

Risnalia. 2014. Bioetanol yang Terdapat pada Singkong, (Online), (http://risnalialia.blogspot.co.id/2014/01/makalah-kimia-bioetanol.html), diakses 3 Februari 2017 jam 10:50.

Ramadhani, Nurhikma. dkk. 2013. Makalah Bioetanol jurusan d3 teknik kimia

Politeknik negeri ujung pandang makassar (e-jurnal)

  

SNI (Standar Nasioanl Indonesia). 2008. Bioetanol terdenaturasi untuk gasohol (e-jurnal)                    

Trisakti, B., Silitonga, Y. & Irvan. 2015. Pembuatan Bioetanol dari Tepung Ampas Tebu Melalui Proses Hidrolisis Termal dan Fermentasi serta Recycle Vinasse (Pengaruh Konsentrasi Tepung ampas Tebu, Suhu, dan Waktu Hidrolisis),
(e-jurnal), (jurnal.usu.ac.id/index.php/jtk/article/download/10318/4839) diakses 26 Januari 2017 jam 20:47.

Yonas, I.M. 2013. Pembuatan Bioetanol Berbasis Sampah Organik Batang Jagung, (Online), (http://eprints.ung.ac.id/4781/) diakses 24 Januari 2017 jam 21:17.