Download - teori etanol
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 glutamate, MSG), alkohol, dan pakan ternak.
(http://id.advantacell.com/wiki/molase and ethanol.htm)
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). Adapun kandungan dari molase antara lain :
a. Glukosa : 21,7 %
b. Sukrosa : 34,19 %
c. Air : 26,49 %
d. Abu : 17,62 %
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 :
Tabel 2.1 Produksi Molase Secara Nasional
Tahun Kuantitas (Kg) % Kenaikan
1997
1998
2000
2001
2002
1.267.990.000
1.415.115.971
1.536.200.007
1.829.745.972
2.966.023.440
14,06 %
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 78,40C dan titik beku pada -1120C.
Etanol tidak berwarna dan tidak berasa tapi memiliki bau yang khas. Rumus molekul
etanol adalah C2H5OH. (http://id.advantacell.com/wiki/Etanol#Pembuatan).
2.2.1 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 -112 0C
Titik didih 78,4 0C
Densitas 0,7893 gr/ml
Indeks bias 1,36143 cP
Viskositas 200C 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)
2.2.2 Sifat-Sifat Kimia Etanol
Etanol selain memiliki sifat-sifat fisika juga memiliki sifat-sifat kimia. Sifat-
sifat 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
CH3CH2OH + HC=CH CH3CH2OCH=CH2
4. Bila direaksikan dengan asam karboksilat akan membentuk ester dan air
CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O
5. Dehidrogenasi etanol menghasilkan asetaldehid
6. Mudah terbakar diudara sehingga menghasilkan lidah api (flame) yang
berwarna biru muda dan transparan, dan membentuk H2O dan CO2.
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 H2O Glukosa (C6H12O6) Sukrosa
(C12H22O11)
Berat Molekul 18,016 gr/grmol 180,16 gr/grmol 342,30 gr/grmol
Densitas 0,9995 gr/cm3 - -
Titik lebur 00C 1460C 190-1920C
Titik didih 1000C - -
Specific gravity - 1,55425 1,58815
(Sumber : Perry,1999)
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)oC, kemudian diberi ragi yang juga dapat
mengeluarkan enzim maltase. Enzim ini merubah maltosa menjadi glukosa. Glukosa
oleh enzim dirubah menjadi etanol dan CO2.
Reaksi :
(C6H10O5)n + 1/2n H2O diastase dari mout 1/2n C12H22O11
Amylum (maltase dari ragi)
C12H22O11 + H2O ⎯⎯ →⎯C030
2C6H12O6 Maltosa Glukosa C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯ →⎯ cesSaccharomy 2C2H5OH + 2CO2
Konsentrasi etanol yang terjadi tidak boleh melebihi 15 %. Dari hasil destilasi
diperoleh etanol 96 %. (R. Soepomo, 1998 ).
2. 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 :
C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯⎯ →⎯ cesSaccharomy C6H12O6 + C6H12O6
Sukrosa Glukosa Fruktosa
C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯ →⎯ cesSaccharomy 2C2H5OH + 2CO2
Dalam pembuatan etanol tersebut, mula-mula molase diencerkan dengan air sehingga
konsentrasi gulanya menjadi 14 – 18 %. Jika konsentrasi gula terlau 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.
C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯ →⎯ cesSaccharomy 2C2H5OH + 2CO2
Dengan proses ini, cairan buah-buahan berubah menjadi minuman yang sehari-hari
disebut anggur, dengan kadar etanol yang relatif rendah. (R.Soepomo, 1998)
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 tangki 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 :
C12H22O11 + H2O 2C6H12O6
Sukrosa Glukosa
3. Tahap Fermentasi
Proses peragian dilakukan di fermentor (R-102). Khamir yang digunakan
didalam fermentor adalah Saccharomycess cereviciae dengan lama fermentasi
selama 36 jam. Bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi ini adalah H3PO4 dan
(NH4)2SO4. Pada fermentor terjadi konversi glukosa menjadi etanol berdasarkan
reaksi :
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
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
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 :
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
(Sukrosa) (Glukosa) (Fruktosa)
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 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 %).(The 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.