TUGAS PENGENALAN INDUSTRI KIMIA INDUSTRI PENGOLAHAN SINGKONGMENJADI BENSIN HIJAU

Pipin Nurul Fitriana1514041

TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRISEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INDUSTRI2015

Kata Pengantar

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan berkah dan rahmatnya sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik.Terimakasih juga tak lupa diberikan kepada pak Leonard yang telah memberikan pemberitahuan dalam menyusun makalah ini.Tidak lupa pula saya ucapkan terima kasih atas bantuan teman-teman lain. Karena dengan bantuan kalian, saya mampu menyelesaikan tugas ini dengan baik.Makalah ini berjudul Industri Pengolahan Singkong Menjadi Bensin Hijau. Dalam makalah ini menjelaskan tentang devinisi bioetanol, singkong, dan proses produksi bioetanol. Semoga makalah ini dapat bermanfaat dalam pengetahuan tentang sumber daya alam disekitar yang dapat diolah menjadi bioetanol. Dan kedepannya semoga bioetanol ini dapat digunakan sebagai pengganti Bahan Bakar Minyak, yang kita ketahui bahwa BBM sekarang ini mulai menipis.Saya sadar masih banyak kekurangan dalam penyelesaian makalah ini. Maka dari itu, saya meminta maaf atas kekurangannya dan di mohon kritik dan sarannya yang dapat membangun penulis untuk memperbaiki makalah ini.

Jakarta, 2 Januari 2015 Penulis

Pipin Nurul Fitriana

Daftar IsiKata Pengatar ...iDaftar Isi...ii

BAB I PENDAHULUAN1. Latar Belakang .12. Rumusan Masalah.............1

BAB II PEMBAHASAN1. Pengertian Bioetanol .12. .13. .24. .35. .4

BAB III PENUTUP1. Kesimpulan.72. Saran.7Daftar Pustaka.....8

BAB 1PENDAHULUANI.1 Latar BelakangSumber daya alam yang dapat menghasilkan energi selama ini semakin terkuras, karena sebagian besar sumber energi saat ini berasal dari sumber daya alam yang tidak terbarukan. Sementara itu, konsumsi energi terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Energi fosil sebagai sumber energi tidak terbarukan merupakan sumber energi utama di dunia. Permasalahan serius yang dihadapi oleh banyak negara berkembang saat ini adalah jumlah bahan bakar fosil yang sangat terbatas sementara kebutuhan terus meningkat, sehingga terjadi krisis energi. Salah satu yang mendasari terjadinya kelangkaan energi adalah pemakaian kendaraan bermotor berbahan bakar bensin yang dari tahun ke tahun semakin meningkat. Menurut data Statistik Kepolisian Indonesia (2009) pada tahun 2009 jumlah kendaraan bermotor di Indonesia berjumlah 61.956.009 kendaraan. Hal ini mengakibatkan pemakaian bahan bakar minyak bumi meningkat. Menurut Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (2009), cadangan energi bahan bakar yang ada saat ini tidak dapat diharapkan untuk jangka waktu yang lama. Pemanasan global yang diakibatkan oleh pemakaian bahan bakar fosil semakin terasa dan mengakibatkan ancaman lingkungan. Hal ini semakin mendorong dikembangkannya bahan bakar alternatif yang bersifat terbarukan dan konservasi energi. Ancaman lingkungan yang berpotensi untuk terjadi adalah polusi akibat emisi pembakaran bahan bakar fosil. Polusi yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak kesehatan bagi manusia, hewan bahkan lingkungan flora. Polusi berupa gas-gas berbahaya, seperti CO, NOx, dan UHC (unburn hydrocarbon), juga unsur metalik seperti timbal (Pb). Bahkan ledakan jumlah molekul CO2 yang berdampak pada pemanasan global (Global Warming Potential) (Dunan, 2009). Kesadaran terhadap ancaman serius tersebut telah mengintensifkan berbagai riset yang bertujuan menghasilkan sumber-sumber energi (energy resources) ataupun pembawa energi (energy carrier) yang lebih terjamin keberlanjutannya (sustainable) dan lebih ramah lingkungan. Oleh karena itu, pada saat ini usaha mencari sumber energi alternatif semakin meningkat. Salah satu bentuk dari energi terbarukan adalah energi biomassa. Energi biomassa berasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber energi biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, atau bahkan limbah, baik limbah domestik maupun limbah pertanian. Biomassa dapat digunakan untuk sumber energi langsung maupun dikonversi menjadi bahan bakar. Penggunaan biomassa sebagai sumber energi ini tidak akan menyebabkan terjadinya penumpukan gas CO2, karena gas CO2 yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran dipakai untuk pembentukan biomassa itu sendiri. Teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari pembakaran langsung dan konversi biomassa menjadi bahan bakar. Penggunaan biomassa langsung sebagai bahan bakar kurang efisien, sehingga konversi biomassa dianggap lebih baik dalam pemanfaatannya. Hasil konversi biomassa ini dapat berupa biogas, bioetanol, biodiesel, arang dan sebagainya. Bioetanol dan biodiesel dalam jangka panjang diharapkan dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak. Bioetanol merupakan alternatif untuk menyelesaikan masalah ketersediaan bahan bakar yang saat ini masih tergantung pada bahan bakar minyak (BBM). Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi biomassa dengan bantuan mikroorganisme. Hampir 93% produksi bioetanol di dunia diproduksi secara fermentasi. Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang mempunyai kelebihan dibandingkan BBM. Dari masa ke masa penggunaan bioetanol semakin berkembang. Bahan bakar ini juga diharapkan dapat menggantikan peran bahan bakar bensin, dan dapat mengurangi terjadinya kelangkaan BBM, sehingga kebutuhan akan bahan bakar dapat terpenuhi. Bahan bakar berbasis nabati juga dapat mengurangi pencemaran lingkungan, sehingga lebih ramah lingkungan. Bioetanol dapat dibuat dari sumber daya hayati yang melimpah di Indonesia. Bioetanol dibuat dari bahan-bahan bergula atau berpati seperti singkong atau ubi kayu, tebu, nira, sorgum, nira nipah, ubi jalar, ganyong dan lain-lain. Hampir semua tanaman yang disebutkan diatas merupakan tanaman yang sudah tidak asing lagi, karena mudah ditemukan dan beberapa tanaman tersebut digunakan sebagai bahan pangan. Energi biomassa berasal dari bahan organik dan sangat beragam jenisnya. Sumber energi biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, atau bahkan limbah, baik limbah domestik maupun limbah pertanian. Biomassa dapat digunakan untuk sumber energi langsung maupun dikonversi menjadi bahan bakar. Penggunaan biomassa sebagai sumber energi ini tidak akan menyebabkan terjadinya penumpukan gas CO2, karena gas CO2 yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran dipakai untuk pembentukan biomassa itu sendiri, seperti yang ditimbulkan oleh penggunaan minyak bumi sebagai bahan bakar. Keunggulan lainnya adalah bioetanol mempunyai angka oktan tinggi 135. Angka oktan premium yang dijual sebagai bahan bakar hanya 98, makin tinggi bilangan oktan, bahan bakar makin tahan untuk tidak terbakar sendiri sehingga menghasilkan kesetabilan proses pembakaran untuk memperoleh daya yang lebih stabil. Proses pembakaran dengan daya yang lebih sempurna akan mengurangi emisi gas karbon monoksida. Campuran bioetanol 3% saja, mampu menurunkan emisi karbon monoksida menjadi hanya 1,35%. Bioetanol dapat juga meningkatkan efisiensi pembakaran karena mengandung 35 % oksigen dan ramah lingkungan karena emisi gas buangnya seperti kadar karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gas lain lebih rendah yaitu antara 19-25%. Sumber bioetanol yang cukup potensial dikembangkan di Indonesia adalah singkong (Manihot esculenta). Indonesia adalah penghasil singkong keempat di dunia. Dari luas areal 1,24 juta hektar tahun 2005, produksi singkong Indonesia sebesar 19,5 juta ton. Di dalam negeri, singkong biasanya hanya digunakan sebagai pakan ternak dan bahan pangan tradisional setelah beras dan jagung. Karena itu, harga singkong sangat fluktuatif dan tidak memberikan keuntungan yang memadai bagi si petani. Pengembangan bioetanol diharapkan dapat menjadi solusi sumber energi terbaharukan dan dapat meningkatkan pendapatan petani singkong. Dengan langkah ini, harga singkong akan menjadi stabil sehingga memberikan keuntungan yang cukup bagi petani. Masalah krisis energi masa depan yang terbaharukan pun akan terselesaikan dan membawa Indonesia menjadi negara yang mandiri energi.

BAB II PEMBAHASANII.1 Pengertian Bioetanol Bioetanol adalah etanol yang diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan baku nabati. Akhir-akhir ini dengan meningkatnya harga minyak bumi, bioetanol kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus dikembangkan. Bioetanol sering ditulis dengan rumus EtOH. Rumus molekul etanol adalah C2H5OH atau rumus empiris C2H6O atau rumus bangunnya CH3- CH2-OH. Bioetanol merupakan bagian dari kelompok metil (CH3-) yang terangkai pada kelompok metilen (-CH2-) dan terangkai dengan kelompok hidroksil (-OH). Secara umum akronim dari Bioetanol adalah EtOH (Ethyl- (OH)).Etanol merupakan zat cair, tidak berwarna, berbau spesifik, mudah terbakar dan menguap, dapat bercampur dengan air dengan segala perbandingan. Karena sifatnya yang tidak beracun bahan ini banyak dipakai sebagai pelarut dalam dunia farmasi dan industri makanan dan minuman.Penggunaan bioetanol dimungkinkan sebagai pengganti bahan bakar bensin dikarenakan karakteristik etanol yang mirip dengan bensin. Baik etanol maupun bensin sama-sama memiliki struktur hidrokarbon rantai lurus. Penggunaan bioetanol sebagai pengganti bahan bakar bensin juga sangat cocok karena bersifat ramah lingkungan. Hal itu disebabkan karena pada dasarnya bioetanol tidak mengemisikan C netto. A. Sifat-sifat fisis etanol 1) Rumus molekul : C2H5OH 2) Berat molekul : 46,07 gram / mol 3) Titik didih pada 1 atm : 78,4C 4) Titik beku : -112C 5) Bentuk dan warna : cair tidak berwarna B. Sifat-sifat kimia etanol: 1) Berbobot molekul rendah sehingga larut dalam air 2) Diperoleh dari fermentasi gula Pembentukan etanol C6H12O6 enzim CH3CH2OH glukosa etanol 3) Pembakaran etanol menghasilkan CO2 dan H2O Pembakaran etanol CH3CH2OH + 3O2 2CO2 + 3H2O + energi Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bahan baku pembuatan bioetanol ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: a) Bahan sukrosa. Bahan - bahan yang termasuk dalam kelompok ini antara lain nira, tebu, nira nipati, nira sargum manis, nira kelapa, nira aren, dan sari buah mete.b) Bahan berpati Bahan - bahan yang termasuk kelompok ini adalah bahan - bahan yang mengandung pati atau karbohidrat, antara lain tepung tepung ubi ganyong, sorgum biji, jagung, cantel, sagu, ubi kayu, ubi jalar, dan lain - lain.c) Bahan berselulosa (lignoselulosa) Bahan berselulosa (lignoselulosa) artinya adalah bahan tanaman yang mengandung selulosa (serat), antara lain kayu, jerami, batang pisang, dan lain-lain.

Berdasarkan ketiga jenis bahan baku tersebut, bahan berselulosa merupakan bahan yang jarang digunakan dan cukup sulit untuk dilakukan. Hal ini karena adanya lignin yang sulit dicerna sehingga proses pembentukan glukosa menjadi lebih sulit. Bioetanol sebagai bahan bakar nabati kurang ditanggapi pada waktu tersebut, karena keberadaan bahan bakar minyak yang murah dan melimpah. Saat ini pasokan bahan bakar minyak semakin menyusut ditambah lagi dengan harga minyak dunia yang melambung membuat Bioetanol semakin diperhitungkan. Bioetanol dapat digunakan pada kendaraan bermotor, tanpa mengubah mekanisme kerja mesin jika dicampur dengan bensin dengan kadar Bioetanol lebih dari 99,5%. Perbandingan Bioetanol pada umumnya di Indonesia baru penambahan 10% dari total bahan bakar. Pencampuran Bioetanol absolut sebanyak 10 % dengan bensin (90%), sering disebut Gasohol E-10. Gasohol singkatan dari gasoline (bensin) dan Bioetanol. Bioetanol absolut memiliki angka oktan (ON) 117, sedangkan Premium hanya 87-88. Gasohol E-10 secara proporsional memiliki ON 92 atau setara Pertamax. Pada komposisi ini bioetanol dikenal sebagai octan enhancer (aditif) yang paling ramah lingkungan dan di negara-negara maju telah menggeser penggunaan Tetra Ethyl Lead (TEL) maupun Methyl Tertiary Buthyl Ether (MTBE). Bioetanol secara umum dapat digunakan sebagai bahan baku industry turunan alkohol, campuran bahan bakar untuk kendaraan. Grade bioetanol harus berbeda sesuai dengan pengunaanya. Bioetanol yang menpunyai grade 90% - 96,5% volume digunakan pada industri, grade 96% - 99,5% digunakan dalam campuran untuk miras dan bahan dasar industri farmasi. Besarnya grade bioetanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan bakar untuk kendaraan harus betul betul kering dan anhydrous supaya tidak menyebabkan korosi, sehingga bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99,5% - 100%. Bioetanol yang digunakan sebagai bahan bakar mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya lebih ramah lingkungan, karena bahan bakar tersebut memiliki nilai oktan 92 lebih tinggi dari premium nilai oktan 88, dan pertamax nilai oktan 94. Hal ini menyebabkan bioetanol dapat menggantikan fungsi zat aditif yang sering ditambahkan untuk memperbesar nilai oktan. Zat aditif yang banyak digunakan seperti metal tersier butil eter dan Pb, namun zat aditif tersebut sangat tidak ramah lingkungan dan bisa bersifat toksik. Bioetanol juga merupakan bahan bakar yang tidak mengakumulasi gas karbon dioksida (CO2) dan relatif kompetibel dengan mesin mobil berbahan bakar bensin. Kelebihan lain dari bioetanol ialah cara pembuatannya yang sederhana yaitu fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu. II.2 Kelebihan Singkong sebagai Penghasil Etanol Singkong merupakan sumber karbohidrat bagi sekitar 500 juta manusia di dunia. Singkong merupakan penghasil kalori terbesar dibandingkan dengan tanaman lain perharinya. No.Jenis tanamanNilai Kalori (kal/ha/hari)

1Singkong250 x 103

2Jagung200 x 103

3Beras176 x 103

4Sagu114 x 103

5Shorgum110 x 103

Menurut table tersebut singkong memiliki potensi yang cukup bagus sebagai tanaman bahan baku etanol.

NoJenis TanamanHasil Panen(Ton/ha/tahun)Etanol (liter/ha/tahun)

1Jagung1-6400-2.500

2Singkong10-502.000-7.000

3Tebu40-1203.000-8.500

4Ubi jalar10-401.200-5.000

5Sorgum3-121.500-5.000

6Sorgum manis20-602.000-6.000

7Kentang10-351.000-4.500

8Bit20-1003.000-8.000

Potensi beberapa tanaman sebagai bahan baku etanol menunjukkan bahwa tebu sebagai tanaman penghasil etanol dengan produktifitas tertinggi dan disusul oleh singkong. Keunggulan singkong dibanding tebu adalah masa panen singkong relatif lebih singkat dan biaya produksi lebih murah.Tanaman ubi kayu sebagai bahan baku bioetanol dapat tumbuh di lahan yang kurang subur serta masa panennya tidak tergantung pada musim sehingga panennya kontinu.Terdapat beberapa karakteristik internal etanol yang menyebabkan penggunaan etanol pada mesin lebih baik daripada bensin. Etanol memiliki angka research octane 108.6 dan motor octane 89.7.Angka tersebut (terutama research octane) melampaui nilai maksimal yang mungkin dicapai oleh bensin walaupun setelah ditambahkan aditif tertentu. Sebagai catatan, bensin yang dijual Pertamina memiliki angka research octane 88 dan umumnya motor octane lebih rendah dari pada research octane. Untuk rasio campuran etanol dan bensin mencapai 60:40%, tercatat peningkatan efisiensi hingga 10%. Etanol memiliki satu molekul OH dalam susunan molekulnya. Oksigen yang berikatan di dalam molekul etanol tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder. Ditambah dengan rentang keterbakaran yang lebar, yakni 4.3 19 vol% (dibandingkan dengan gasoline yang memiliki rentang keterbakaran 1.4 7.6 vol%), pembakaran campuran udara dan bahan bakar etanol menjadi lebih baik. Hal ini dipercaya sebagai faktor penyebab relatif rendahnya emisi CO dibandingkan dengan pembakaran udara dan bensin, yakni sekitar 4%. Etanol juga memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 kJ/kg. Tingginya panas penguapan ini menyebabkan energi yang dipergunakan untuk menguapkan ethanol lebih besar dibandingkan bensin. Konsekuensi lanjut dari hal tersebut adalah temperatur puncak di dalam silinder akan lebih rendah pada pembakaran etanol dibandingkan dengan bensin. II.3 1. Likuifiasi Proses likuifikasi berarti membuat bahan menjadi cair, atau mencairkan bahan tersebut. Dalam proses ini digunakan bahan tambahan yaitu enzim alfa amilase. Pada kondisi ini tepung akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly). Pada kondisi optimum Enzym Alfa Amylase bekerja memecahkan struktur tepung secara kimia menjadi gula komplex (dextrin). Amilase merupakan enzim yang memecah pati atau glikogen dimana senyawa ini banyak terdapat dalam hasil tanaman dan hewan. Amilase dapat dibedakan menjadi 3 golongan enzim : 1. - Amilase yaitu enzim yang memecah pati secara acak dari tengah atau bagian dalam molekul. 2. - Amilase yaitu enzim yang memecah unit-unit gula dari molekul pati.3. Glukoamilase yaitu Enzim yang dapat memisahkan glukosa dari terminal gula non pereduksi substrat. Dalam penelitian ini, digunakan enzim -amilase. Enzim -amilase adalah salah satu enzim pemecah pati, Enzim -amilase menghidrolisis ikatan alpha 1,4 glikosida baik pada amilosa maupun amilopektin secara acak. Karena pengaruh aktifitasnya, pati terputus-putus menjadi dekstrin dengan rantai sepanjang 6-10 unit glukosa. Jika waktu reaksi diperpanjang, dekstrin tersebut dapat dipotong-potong lagi menjadi campuran antara glukosa, maltosa, dan ikatan lain yang lebih panjang. Hidrolisis amilosa oleh - amilase terjadi melalui dua tahap:1. Degradasi amilosa menjadi maltosa dan maltotriosa yang terjadi secara acak, sangat cepat dan diikuti dengan penurunan viskositas. 2. Proses degradasi yang relatif lebih lambat yaitu pembentukan glukosa dan maltosa sebagai hasil akhir, dimulai dari ujung pereduksi secara teratur (Winarno ,1983). Kerja -amilase pada molekul amilopektin akan menghasilkan glukosa dan oligosakarida (Winarno, 1983). Enzim -amilase yang diperoleh dari mikroba umumnya stabil pada pH 5,5 -8,0 dan suhu optimumnya bervariasi bergantung pada sumber enzim tersebut. Penggunaan -amilase dalam proses hidrolisa pati sering juga disebut likuifikasi, karena adanya penurunan viskositas dengan cepat, dan kecepatannya dapat bervariasi untuk berbagai substrat. Enzim -amilase dapat diisolasi dari berbagai sumber mikroorganisme seperti Aspergilus oryzae, Aspergilus niger, Bacillus substilis, Endomycopsis fibuligira, dan sebagainya. Khusus -amilase dari Bacillus substilis, merupakan sumber terpenting dalam proses likuifikasi di industri, karena -amilase dari mikroorganisme ini mampu bereaksi pada temperatur yang tinggi diatas temperatur gelatinisasi dari granula pati. Dalam hidrolisa pati, -amilase menghasilkan dekstrin yang merupakan substrat untuk tahap selanjutnya. 2.Sakarifikasi Proses sakarifikasi maksudnya ialah proses pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana. Pemecahan gula kompeks ini dengan bantuan enzim glukoamilase yaitu enzim yang dapat memisahkan glukosa dari terminal gula non pereduksi substrat. Ragi tidak dapat langsung memfermentasikan pati. Oleh karena itu diperlukan tahap sakarifikasi, yakni perubahan pati menjadi maltose atau glukosa dengan menggunakan enzim atau asam. Dengan memanfaatkan enzim pengurai pati dari mikroorganisme, konversi pati untuk menghasilkan maltose dan dekstrin yang tidak terfermentasi terjadi karena hidrolisis enzimatis. Komposisi kimia dari pati adalah amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polimer dari glukosa yang merupakan rantai lurus dan secara kuantitatif amilosa dapat dihidrolisis menghasilkan maltose sedangkan amilopektin hanya akan terhidrolisis sebagian. Pati jagung yang disakarifikasi akan menghasilkan 80% maltose dari total pati dan sisanya disebut limit dekstrin. 3.FermentasiProses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan menggunakan yeast. Fermentasi adalah suatu proses oksidasi karbohidrat anaerob jenih atau anaerob sebagian. Dalam suatu proses fermentasi bahan pangan seperti natrium klorida bermanfaat untuk membatasi pertumbuhan organisme pembusuk dan mencegah pertumbuhan sebagian besar organisme yang lain. Suatu fermentasi yang busuk biasanya adalah fermentasi yang mengalami kontaminasi, sedangkan fermentasi yang normal adalah perubahan karbohidrat menjadi alkohol. Manusia memanfaatkan Saccharomyces cereviseae untuk melangsungkan fermentasi, baik dalam makanan maupun dalam minuman yang mengandung alcohol. Jenis mikroba ini mampu mengubah cairan yang mengandung gula menjadi alcohol dan gas CO2 secara cepat dan efisien. Saccharomyces cerevisiae merupakan organisme uniseluler yang bersifat makhluk mikroskopis dan disebut sebagai jasad sakarolitik, yaitu menggunakan gula sebagai sumber karbon untuk metabolisme. Saccharomyces cerevisiae mampu menggunakan sejumlah gula, diantaranya sukrosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, mannosa, maltosa dan maltotriosa. Saccharomyces cerevisiae merupakan mikrobia yang paling banyak digunakan pada fermentasi alkohol karena dapat berproduksi tinggi, tahan terhadap kadar alkohol yang tinggi, tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan aktivitasnya pada suhu 4 32 oC. Proses metabolisme pada Saccharomyces cereviseae merupakan rangkaian reaksi yang terarah yang berlangsung pada sel. Pada proses ini terjadi serangkaian reaksi yang bersifat merombak suatu bahan tertentu dan menghasilkan energy serta serangkaian reaksi lain yang bersifat mensintesis senyawa-senyawa tertentu dengan membutuhkan energi. Saccharomyces cereviseae sebenarnya tidak mampu langsung melakukan fermentasi terhadap makromolekul seperti karbohidrat, tetapi karena mikroba tersebut memiliki enzim yang disekresikan mampu memutuskan ikatan glikosida sehingga dapat difermentasi menjadi alcohol atau asam. Alkohol yang diperoleh dari proses fermentasi ini, biasanya alkohol dengan kadar 8 sampai 10 persen volume. Sementara itu, bila fermentasi tersebut digunakan bahan baku gula (molases), proses pembuatan ethanol dapat lebih cepat. Pembuatan ethanol dari molases tersebut juga mempunyai keuntungan lain, yaitu memerlukan bak fermentasi yang lebih kecil. Ethanol yang dihasilkan proses fermentasi tersebut perlu ditingkatkan kualitasnya dengan membersihkannya dari zat-zat yang tidak diperlukan. Fermentasi bioethanol dapat didefenisikan sebagai proses penguraian gula menjadi bioethanol dan karbondioksida yang disebabkan enzim yang dihasilkan oleh massa sel mikroba. Perubahan glukosa menjadi bioethanol oleh sel-sel Saccharomyces cereviseae. C6H12O6 Sacch aromyces cereviseae 2C2H5OH + 2CO2 (6) Glukosaenzim zimosa etanol Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya masih mengandung gas-gas antara lain CO2 (yang ditimbulkan dari pengubahan glucose menjadi ethanol/bio-ethanol) dan aldehyde yang perlu dibersihkan. Gas CO2 pada hasil fermentasi tersebut biasanya mencapai 35 persen volume, sehingga untuk memperoleh ethanol/bio-ethanol yang berkualitas baik, ethanol/bio-ethanol tersebut harus dibersihkan dari gas tersebut. Proses pembersihan (washing) CO2 dilakukan dengan menyaring ethanol/bio-ethanol yang terikat oleh CO2, sehingga dapat diperoleh ethanol/bio-ethanol yang bersih dari gas CO2). Kadar ethanol/bio-ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi, biasanya hanya mencapai 8 sampai 10 persen saja, sehingga untuk memperoleh ethanol yang berkadar alkohol 95 persen diperlukan proses lainnya, yaitu proses distilasi. Agar dapat mencapai kemurnian diatas 95% , maka alkohol hasil fermentasi harus melalui proses destilasi.Destilasi Distilasi adalah suatu proses penguapan dan pengembunan kembali, yang dimaksudkan untuk memisahkan campuran dua atau lebih zat cair ke dalam fraksi faraksinya berdasarkan perbedaan titik didih. Pada umumnya, pemisahan hasil fermentasi glukosa/dektrosa menggunakan sistem uap-cairan, dan terdiri dari komponen komponen tertentu yang mudah tercampur. Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan bioetanol menjadi berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, alkohol hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus melewati proses destilasi untuk memisahkan alkohol dengan air dengan memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali. Kadar etanol hasil fermentasi tidak dapat mencapai level diatas 18 hingga 21 persen, sebab etanol dengan kadar tesebut bersifat toxic terhadap ragi yang memproduksi etanol tersebut sehingga untuk memperoleh etanol dengan kadar yang lebih tinggi perlu dilakukan destilasi. Destilasi adalah proses pemanasan yang memisahkan etanol dan beberapa komponen cair lain dari substrat fermentasi sehingga diperoleh kadar etanol yang lebih tinggi. Tujuan proses destilasi adalah untuk memisahkan etanol dari campuran etanol-air. Titik didih etanol adalah 780C dan titik didih air adalah 100 oC sehingga dengan pemanasan pada suhu 780C dengan metode destilasi maka etanol dapat dipisahkan dari campuran etanol-air. Konsentrasi maksimum etanol yang dapat diperoleh dengan cara destilasi biasa adalah 96%. Etanol anhidrat (99,5%-100%) dapat diperoleh dengan menggunakan metode destilasi azeotrop menggunakan benzen.

II.4 Alat-alat yang digunakan dalam Pembuatan Bioetanol Fungsi peralatan yang digunakan dalam industri etanol mesin penggiling yaitu untuk menghaluskan bahan baku. Tangki pemasak berfungsi untuk memasak dan mengaduk bahan baku.Sebelum dimasukan ke alat penukar panas (heat exchanger) dan dapat dibuat dari drum bekas. Gambar 3. Tangki pemasak & tempat terjadinya hidrolisis alat penukar panas. berfungsi untuk mendinginkan bahan baku (saat proses sakarifikasi) lebih cepat dapat dibuat dari stainless steel tanki fermentasi berfungsi untuk menghasilkan etanol kadar 6-12 %. Dapat dibuat dari drum bekas maupun tangki stainless steel. Gambar 2. Mesin Penggiling Singkong Gambar 4. Heat Exchanger Gambar 5. Tangki Fermentasi evaporatorberfungsi untuk menguapkan etanol yang akan dialirkan ke alat destilasi. Dibuat dari stainless steel, untuk mengatur temperatur evaporator pada alat ini dipasang termostat (alat pengatur temperatur). Gambar 6. Evaporator alat destilasi. berfungsi untuk mengkondensasikan uap etanol menjadi etanol cair. dapat dibuat dari drum bekas maupun stainless steel. berbentuk spiral (untuk membentuknya digunakan alat curving pliers) terbuat dari tembaga. Gambar 7. Penghancuran Singkong Bioetanol dari Singkong

II.5 Proses Pembuatan Bioetanol dari Singkong1. Persiapan Bahan Baku Bahan baku yang digunakan ialah ubi kayu (singkong). Singkong yang telah dikupas dan dibersihkan dihancurkan untuk memecahkan susunan tepungnya agar bisa berinteraksi dengan air secara baik. 2. Hidrolisis merupakan tahap konversi pati menjadi glukosa. Dalam tahap ini terdapat pula dua tahap, yaitu : tahap liquefaction dan tahap sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana). a. Likuifikasi Dalam proses likuifikasi, bahan baku ubi kayu dicampur air sehingga menjadi bubur, yang diperkirakan mengandung pati 27-30 persen. Kandungan karbohidrat berupa tepung atau pati pada bahan baku singkong dikonversi menjadi gula komplex menggunakan Enzym Alfa Amylase melalui proses pemanasan (pemasakan) pada suhu 90 oC (hidrolisis). Pada kondisi ini tepung akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly). Pada kondisi optimum Enzym Alfa Amylase bekerja memecahkan struktur tepung secara kimia menjadi gula komplex (dextrin). Proses Liquifikasi selesai ditandai dengan parameter dimana bubur yang diproses berubah menjadi lebih cair seperti sup. Gambar 7. Hasil Proses Likuifikasi Bioetanol dari Singkong b. Sakarifikasi Tahap sakarifikasi merupakan tahap pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana yang dilakukan pada sebuah tabung pada rangkaian peralatan untuk produksi bioethanol. Sakarifikasi melibatkan proses sebagai berikut: Pendinginan bubur sampai suhu optimum enzim sakarifikasiGambar 8. Hasil Proses Sakarifikasi Bioetanol dari Singkong bekerja Pengaturan pH optimum enzim Penambahan enzim (glukoamilase) secara tepat Mempertahankan pH dan temperature pada rentang 50 sd 60 oC, sampai proses saccharifikasi selesai. 3. Fermentasi Gambar 9. Tangki Fermentasi Pada tahap ini, tepung telah telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dengan kadar gula berkisar antara 5 hingga 12 %. Tahapan selanjutnya adalah mencampurkan ragi (yeast) pada cairan bahan baku tersebut dan mendiamkannya dalam wadah tertutup (fermentor) pada kisaran suhu optimum 27 s/d 32 oC selama kurun waktu 5 hingga 7 hari (fermentasi secara anaerob). Keseluruhan proses membutuhkan ketelitian agar bahan baku tidak terkontaminasi oleh mikroba lainnya. Dengan kata lain, dari persiapan baku, liquifikasi, sakarifikasi, hingga fermentasi harus pada kondisi bebas kontaminan. Selama proses fermentasi akan menghasilkan cairan etanol/alkohol dan CO2. Hasil dari fermentasi berupa cairan mengandung alkohol/ethanol berkadar rendah antara 7 hingga 10 % (biasa disebut cairan Beer). Pada kadar ethanol max 10 % ragi menjadi tidak aktif lagi,karena kelebihan alkohol akan beakibat racun bagi ragi itu sendiri dan mematikan aktifitasnya. Bioetanol dari Singkong | 25 4. Destilasi Produk hasil fermentasi mengandung alkohol yang rendah, disebut bir (beer) dan sebab itu perlu di naikkan konsentrasinya dengan jalan distilasi bertingkat. Beer mengandung 8 10% alkohol. Maksud dan proses distilasi adalah untuk memisahkan etanol dari campuran etanol air. Untuk larutan yang terdiri dari komponen-komponen yang berbeda nyata suhu didihnya, distilasi merupakan cara yang paling mudah dioperasikan dan juga merupakan cara pemisahan yang secara thermal adalah efisien. Pada tekanan atmosfir, air mendidih pada 1000C dan etanol mendidih pada sekitar 770C. perbedaan dalam titik didih inilah yang memungkinkan pemisahan campuran etanol air. Gambar 9. Dehidrator Bioetanol dari Singkong. Dehidrasi Hasil penyulingan berupa ethanol berkadar 95 % belum dapat larut dalam bahan bakar bensin. Untuk substitusi BBM diperlukan ethanol berkadar 99,6-99,8 % atau disebut ethanol kering. Untuk pemurnian ethanol 95 % diperlukan proses dehidrasi (distilasi absorbent) menggunakan beberapa cara,antara lain : 1. Cara Kimia dengan menggunakan batu gamping 2. Cara Fisika ditempuh melalui proses penyerapan menggunakan Zeolit Sintetis. Hasil dehidrasi berupa ethanol berkadar 99,6-99,8 % sehingga dapat dikatagorikan sebagai Full Grade Ethanol (FGE),barulah layak digunakan sebagai bahan bakar motor sesuai standar Pertamina. Alat yang digunakan pada proses pemurnian ini disebut Dehidrator. B. Langkah-langkah dalam Pembuatan Bioetanol Dalam pembuatan bioetanol dari singkong, langkah-langkah yang dilakukan adalah : 1. Singkong sebagai bahan baku dikupas terlebih dahulu dan digiling/dihancurkan sehingga ukurannya mengecil. 2. Singkong masuk ke tahap pemasakan yaitu likuifikasi. Bahan baku ditambah air, dipanaskan pada suhu 90-95 oC. Selama pemanasan ditambah enzim alpha amilase yang bekerja memecah struktur tepung secara kimia menjadi gula kompleks. Pada kondisi ini bahan akan mengalami gelatinasi (mengental seperti jelly). Proses ini selesai dengan ditandai bahan tadi menjadi cair seperti sup.3. Sakarifikasi, setelah di dinginkan dari likuifikasi hingga suhu 60 oC, lalu di tambah enzim gluko amilase yaitu pemecahan gula kompleks menjadi sederhana 4. Kemudian tahap fermentasi, untuk mengkonversi gula menjadi etanol dan CO2. Fermentasi dilakukan dengan mencampurkan ragi (yeast) pada cairan bahan baku tersebut dan mendiamkannya dalam wadah tertutup (fermentor) pada kisaran suhu optimum 27 s/d 32 oC 5. Kemudian masuk ke tahap pemisahan, destilasi untuk memisahkan etanol dalam cairan hasil fermentasi. Dalam proses distilasi, pada suhu 78 derajat celcius (setara dengan titik didih alkohol) ethanol akan menguap lebih dulu ketimbang air yang bertitik didih 95 derajat celcius. Uap ethanol didalam distillator akan dialirkan kebagian kondensor sehingga terkondensasi menjadi cairan ethanol. Lalu diperoleh kadar etanol sebesar 10 %. 6. Dehidrasi, tahapan ini dilakukan agar kandungan air didalam produknya berkurang. Tahapan ini dapat dilakukan dengan katalis yaitu zeolite sintesis. Zeolit adalah mineral yang memiliki pori-pori berukuran sangat kecil, dan dapat menyerap air. Dan kadar etanol yang diperoleh setelah melalui tahap ini sebesar 99,7 %. Hasil Samping Pengolahan Bioetanol Akhir proses penyulingan (distilasi) ethanol menghasilkan limbah padat (sludge) dan cair (vinase). Untuk meminimalisir efek terhadap pencemaran lingkungan, limbah padat dengan proses tertentu dirubah menjadi pupuk kalium,bahan pembuatan biogas,kompos,bahan dasar obat nyamuk bakar dan pakan ternak. Sedangkan limbah cair diproses menjadi pupuk cair. Dengan demikian produsen bioethanol tidak perlu khawatir tentang isu berkaitan dengan dampak lingkungan. Gambar 10. Limbah Padat Gambar 11. Limbah Cair Bioetanol dari Singkong.

BAB IV PENUTUPIV.1 Kesimpulan Bioetanol dibuat dari bahan-bahan bergula atau berpati seperti singkong atau ubi kayu, tebu, nira, sorgum, nira nipah, ubi jalar, ganyong dan lain-lain. Cara membuat bioetanol dengan proses penggilingan bahan baku, proses likuifikasi, sakarifikasi, fermentasi, destilasi dan dehidrasi. IV.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2007. Apa itu Bioetanol. http://www.nusantara-agro-industri.com. Bioetanol dari Singkong | 30 Diakses tanggal 15 Januari 2013. Anonim. 2008. Bioetanol Bahan baku Singkong. The Largest Aceh Community.Aceh. Anonim. 2009. Bioetanol Bahan Baku Singkong. http:// www.acehforum.or.id. diakses tanggal 15 Januari 2013 Khairani, Rini. 2007. Tanaman Jagung Sebagai Bahan Bio-fuel. http://www.macklintmip-unpad.net/Bio-fuel/Jagung/Pati.pdf. diakses tanggal 15 Januari 2013 Mursyidin, D. 2007. Ubi Kayu dan Bahan Bakar Terbarukan. http://www.banjarmasin.net/pedoman%Bahan%bakar%berbarukan. Diakses tanggal 15 Januari 2013 Prihandana. 2007. Bioetanol Ubi kayu Bahan Bakar Masa Depan. Agromedia.Jakarta. Rismunandar. 1990. Bertanam Singkong. C.V. Sinar Baru. Bandung.