BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangTetes tebu (molase) adalah salah satu hasil samping pabrik gula tebu yang masih mempunyai nilai ekonomi yang cukup disebabkan kandungan gulanya yang tinggi sekitar 52 persen (Baikow, 1982), sehingga memungkinkan dijadikan bahan baku berbagai industri. Industri yang memanfaatkan tetes diantaranya adalah industri yang menghasilkan produk distilasi seperti rum, a1kohol; industri fermentasi seperti monosodium glutamat, lisin, asam sitrat, vinegar, protein sel tunggal, aseton-butanol, gum xanthan dan sebagainya.Pada umumnya, molase sebagai media untuk produksi alkohol secara komersial pada industri fermentasi alkohol di Indonesia dipakai tetes (molase) yang bisa didapatkan secara luas dan murah. Selain itu, molase juga mengandung banyak sukrosa sebagai syarat untuk membuat etanol.Etanol (sering disebut juga etil-alkohol atau alkohol saja), adalah alkoholyang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Karena sifatnya yangtidak beracun, bahan ini banyak dipakai sebagai pelarut dalam dunia farmasi dan industri makanan dan minuman. Etanol tidak berwarna dan tidak berasa tapimemiliki bau yang khas. Bahan ini dapat memabukkan jika diminum. Etanol mempunyai rumus molekul adalah C2H5OH atau rumus empiris C2H6O.Etanol dapat diproduksi dengan cara fermentasi bahan mentahmono/disakarida (gula tebu, tetes tebu), bahan berpati (jagung, padi, umbi), danbahan berselulosa (kayu, limbah pertanian) (Bailey, 1986). Dengan potensi yangsangat besar sebagai negara agraris, pengembangan etanol secara fermentasi diIndonesia sangat mungkin dilakukan. Molase atau tetes tebu mengandung kuranglebih 60% selulosa dan 35,5% hemiselulosa. Kedua bahan polisakarida ini dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadietanol. Fermentasi mempunyai pengertian aplikasi metabolisme mikroba untukmengubah bahan baku menjadi produk yang bernilai tinggi, seperti asamasamorganik, protein sel tunggal, antibiotika, dan biopolymer. Fermentasi merupakanproses yang relative murah yang pada hakekatnya telah lama dilakukan olehnenek moyang kita secara tradisional dengan produkproduknya yang sudahbiasa dikonsumsi manusia sampai sekarang seperti tape, tempe, oncom, dan lainlain. ( Nurhayani, 2000 )Fermentasi dapat diartikan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir dan jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi meliputi pengasaman susu, dekomposisi pati dan gula menjadi alkohol dankarbondioksida, serta oksidasi senyawa nitrogen organik.Untuk memperoleh hasil yang optimum, persyaratan untuk pertumbuhan ragi harus diperhatikan, yaitu : pH dan kadar karbohidratnya dari substrat Temperatur selama fermentasi Kemurnian dari ragi itu sendiri. (Winarno, 1980)

1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :1. Bagaimana proses pembentukan molase dari hasil sampingan pembuatan gula?2. Apa saja alat dan bahan serta proses pembuatan etanol dari fermentasi molase?3. Dimana saja industri di Indonesia yang memproses pembuatan etanol darifermentasi molase ?

1.3 Tujuan dan KegunaanMakalah ini dibuat bertujuan untuk mengetahui alat, bahan, dan proses yang dibutuhkan pada pembuatan etanol dari molase serta mengetahui industri-industri penbuatan etanol dari fermentsi molase di Indonesia. Kegunaan makalah ini untuk memberikan pengetahuan kepada masyarakat adanya pemanfaatan tetes molase sebagai energi alternatif salah satunya adalah etanol.

BAB IIISI

Bahan baku yang akan digunakan pada pembentukan etanol adalah molase, sehingga pada bab ini akan dijelaskan secara singkat pembentukan molase sebagai hasil sampingan dari pembuatan gula kristal. Dan akan dijelaskan juga alat, instrumen dan bahan pembuatan etanol serta proses pembuatan etanol dengan bahan baku molase.2.1 Pembentukan Molase Dari Hasil Sampingan Pembuatan GulaPembuatan gula putih di pabrik gula mengalami beberapa tahapan pengolahan, yaitu pemerahan nira, pemurnian, penguapan, kristalisasi, dan pemisahan kristal.1. Tahap pemerahan nira (ekstraksi), nira adalah cairan seperti jus yang di dapatkan dari tebu saat penggilingan (pemerasan), Tebu setelah ditebang, dikirim ke stasiun gilingan untuk dipisahkan antara bagian padat (ampas) dengan cairannya yang mengandung gula (nira mentah)2. Tahap pemurnian nira, Mula-mula nira mentah ditimbang, dipanaskan, direaksikan dengan susu kapur dalam defekator, kemudian diberi gas SO2 dalam peti sulfitasi, dipanaskan dan diendapkan dalam alat pengendap. Nira kotor yang diendapkan kemudian disaring menggunakan Rotary Vaccum Filter. Dari proses ini dihasilkan nira jernih dan endapan padat berupa. Nira jernih yang dihasilkan kemudian di alirkan ke tangki penguapan.3. Tahap penguapan nira (evaporasi)Bertujuan untuk mengurangi kadar air dalam nira dan meningkatkan konsentrasi hingga titik jenuhnya, yang kemudian nira kental yang sudah tidak dapat menguap dikeluarkan dan dipindah ke suatu pan vacum.4. Tahap kristalisasiNira kental dari sari stasiun penguapan ini diuapkan lagi dalam suatu pan vakum, yaitu tempat dimana nira pekat hasil penguapan dipanaskan terus-menerus sampai mencapai kondisi lewat jenuh, sehingga timbul kristal gula, tetapi ada sebagian nira kental dan mengandung sukrosa sangat tinggi dengan konsentrasi jenuh, nira kental yang tidak dapat mengkristal inilah yang disebut tetes tebu atau molase.5. Tahap pemisahan kristal dengan molaseDari pan vakum, hasil pengkristalan dipindah ke alat rotary vacuum filter, dalam alat inilah gula yang telah mengkristal terpisah dari nira kental atau molase.2.2 Pembuatan etanol dari molase Molase yang dihasilkan mengandung gula sekitar 50% yang dapat digunakan untuk pembuatan etanol. Bahan-bahan yang digunakan antara lain:a.Molase (kadar gula 50% - 55%)b.Ureac.NPK d.Fermipan / ragi roti (Saccharomyces Cereviceae) e.Anti foam (contoh: turkey red oil)f.Airg.Kapur tohor atau Zeolit sintetisAlat-alat yang digunakan:a.Tangki penampung molase

b.Timbangan tetes cepat

c.Tangki pencampur (mixing tank) d.Pompae.Pipa decanter

f.Heat exchanger (HE)

h.Fermentor tank

i.Separator (rotary vacuum filter)

j.Alat penguap (boiler/evaporator)

k.Distilator/alat penyulingan, yang dapat terdiri dari:1.Kolom pertama: Mash Column & Degasification Column2.Kolom kedua: Pre-Running Separating Column3.Kolom ketiga: Less Column & Rectifying Column4.Kolom keempat: Repulfying Column5.Kolom kelima: Alcohol column

Berikut ini adalah tahapan-tahapan pembuatan etanol dari molase:1. Tahap pengenceran molaseKadar gula dalam molase terlalu tinggi untuk proses fermentasi. Oleh karena itu, molase perlu diencerkan terlebih dahulu. Kadar gula yang diinginkan dalam molase kurang lebih 14%. Penambahan air harus disesuaikan dengan kadar gula awalnya lalu diaduk hingga merata. Tahap ini detailnya terbagi menjadi 3, yaitu:a. Tahap penimbangan tetesPada penimbangan tetes ini dipakai jenis timbangan cepat dengan kapasitas timbang tertentu dilengkapi dengan alat pembuka dan penutup berupa katup buangan yang dioperasikan secara manual. Dan juga panel on-off pompa tetes yang diatur secara otomatis. Cara kerjanya dengan menimbang tetes yang dipompa dari gudang penyimpanan tetes untuk setiap harinya.b. Tahap pencampuran tetes Tahap pencampuran tetes ini menggunakan tangki pencampur tetes dengan kapasitas tertentu yang dilengkapi dengan pancaran uap air panas (steam), yang berfungsi sebagai pengaduk dan pemanas tetes. Cara kerjanya yaitu air panas bersuhu 70OC dimasukkan ke dalam tangki pencampur tetes (mixing tank), kemudian disusul dengan tetes yang telah ditimbang. Setelah itu disirkulasi dengan menggunakan pompa hingga tetes dan air tercampur dengan baik. Setelah pencampuran selesai, campuran dipanaskan hingga suhunya mencapai 90OC. Tujuan diberikannya air panas adalah untuk mempercepat proses pelarutan, sedangkan pemanasan dengan uap air panas adalah untuk sterilisasi larutan tetes. Setelah semua tercampur dengan baik, ditambahkan asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 96,5% sampai pH mencapai 4,5 5. Pemberian asam sulfat bertujuan untuk mengendapkan garam-garam mineral di dalam tetes dan untuk memecah disakarida (sukrosa) di dalam tetes menjadi monosakarida berupa senyawa d-glukosa dan d-fruktosa.c. Tahap pengendapanPada tahap pengendapan ini menggunakan tangki yang dilengkapi dengan pipa decanter. Larutan tetes dari tangki pencampur ditampung dalam tangki ini dan diendapkan selama 5 jam untuk mengendapkan kotoran-kotoran tetes (sludge), terutama endapan garam. Pengendapan ini bertujuan untuk mengurangi kerak yang terjadi pada mash column (kolom distilasi pertama). Setelah 5 jam, cairan tetes dipompa menuju tangki fermentor melalui decanter dan heat exchanger (HE). HE ini berfungsi untuk menurunkan suhu sampai 30OC sebagai syarat operasi fermentasi. Sedangkan cairan sisa yang berupa endapan kotoran-kotoran dan sebagian cairan tetes dipompa ke tangki pencuci endapan kotoran tetes (tangki sludge).2. Tahap Separator (Sterilisasi)Sisa cairan tetes sebanyak 5% volume dari tangki pengendap tetes yang berupa endapan kotoran-kotoran dipompa keluar dari tangki pengendap melalui pipa decanter untuk ditampung di tangki sludge hingga mencapai volume tertentu. Kemudian cairan tetes diendapkan hingga waktu tertentu untuk selanjutnya dipompa kembali ke tangki mixing. Tujuan pencucian kotoran tetes ini adalah untuk efisiensi bahan baku berupa tetes agar bahan baku dapat dipakai semaksimal mungkin tanpa harus membuang sebagian yang tersisa.3. Tahap Pembiakan Ragi (Prefermentasi)a. Tahap penambahan ragi Tahap ini menggunakan tangki prefermentor yang dilengkapi pipa aliran udara dan pipa aliran air pendingin pada bagian luar dinding tangki. Tahap ini bertujuan untuk mengembangbiakkan ragi jenis Saccharomyces cerevisiae dengan menggunakan media tetes. Untuk pembuatan larutan ragi, mula-mula diawali dengan cara memasukkan air proses bersuhu 15OC dan tetes dari tangki pengendap tetes ke dalam tangki seeding dan mencampurkannya, yang disertai dengan aliran udara dari blower dengan fungsi ganda yaitu untuk mempercepat tercampurnya tetes dengan air dan juga untuk konsumsi kebutuhan oksigen bagi ragi Saccharomyces cerevisiae yang berlangsung pada suasana aerob. Selain itu juga menjaga suhu tangki konstan pada 30OC dengan mengalirkan air pada dinding luar tangki. Jika tidak dijaga, maka ragi yang sedang dikembangbiakkan akan terganggu kelangsungan hidupnya dan kemudian akan mati. Kemudian memasukkan ragi roti (gist) yang telah dilarutkan dengan air secukupnya. Bahan aktif yang terkandung dalam ragi roti yaitu Saccharomyces cerevisiae (ragi roti) yang dapat memfermentasi gula menjadi etanol. Kebutuhan ragi sebanyak 0,2% dari kadar gula dalam larutan molase.b. Tahap penambahan urea dan NPKUntuk keperluan nutrisi ragi, ditambahkan urea dan NPK. Kebutuhan urea sebanyak 0,5% dari kadar gula larutan fermentasi. Sedangkan kebutuhan NPK sebanyak 0,1% dari kadar gula larutan fermentasi. Urea dan NPK dihaluskan dengan penggerusan lalu dimasukkan. Ditambahkan pula PHP dengan tujuan untuk mempertahankan pH agar tetap konstan yaitu 4.5 5. Dari hasil campuran ini didapatkan biakan ragi.4. Tahap fermentasiTahap ini menggunakan tangki fermentor dengan dilengkapi pipa aliran udara dan pipa aliran air pendingin yang berasal dari air sungai untuk menjaga suhu fermentasi pada 30 32OC. Fermentasi ini bertujuan untuk mendapatkan alkohol dengan kadar 8,5 9% atau lebih. Pertama dimulai dengan sterilisasi tangki fermentor yang masih kosong dengan uap air panas (steam) sampai suhu 121OC lalu membiarkan suhu di dalam tangki turun sampai 30OC. Setelah itu memasukkan air proses dengan suhu 30OC, larutan tetes, dan proses fermentasi ini berjalan secara aerob. Selanjutnya biakan ragi yang telah dibiakkan pada tangki pre-fermentor dipompa masuk ke tangki fermentor. Setelah itu, tetes dipompa masuk ke tangki dan proses berlangsung selama 36 jam. Untuk pH larutan ini dijaga sekitar 4,5 5. Untuk nutrisi ragi dimasukkan urea dan NPK. Sedangkan turkey red oil ditambahkan sebagai anti foam untuk mencegah pembentukan foam selama proses terjadi. Tahap fermentasi berlangsung hingga kadar alkohol mencapai 8,5 9%. Setelah kadar tersebut terpenuhi, larutan hasil fermentasi dipompa menuju separator untuk dipisahkan antara hasil fermentasi (cairan mash) dengan ragi (yeast cream). Separator ini menggunakanalat rotary vacuum filter yang merupakan alat dengan prinsip vacuum sehingga ragi (yeast cream) dengan cairan hasil fermentasi (cairan mash) yang memiliki perbedaan massa jenis dapat dipisahkan. Dari hasil fermentasi, tidak semuanya dipisahkan raginya, hanya sekitar 80 90% saja. Sisanya 10 20 % tidak diambil raginya karena mengandung kotoran-kotoran sisa berupa endapan garam mineral. Hasil fermentasi yang telah dipisahkan ini langsung masuk ke tangki mash (mash tank). Dan selanjutnya didestilasi sehingga menjadi alkohol prima (fine alcohol) dengan kadar mencapai 96,5%.Pada tahap fermentasi terjadi reaksi hidrolisa, di mana sukrosa diubah menjadi glukosa. Persama reaksi hidrolisa yaitu:C12H22O11 +H2O ----> 2C6H12O6Sedangkan reaksi utama adalah reaksi fermentasi, yaitu glukosa diubah menjadi etanol dan air.C6H12O6 ----> 2C2H5OH + 2CO2Selain reaksi utama terjadi pula reaksi samping yang menghasilkan asam asetat, asetaldehid, dan funel oil. C6H12O6 ----> C3H8O3 + CH3CHO + 2CO2C6H12O6 + H2O ----> 2C3H8O3 + CH3COOH + C2H5OH + 2CO25. Tahap purifikasi, destilasi, dan dehidrasi Setelah proses fermentasi selesai, berlanjut ke tahap purifikasi yang terdiri dari unit destilasi. Cairan fermentasi dimasukkan ke dalam evaporator. Panaskan evaporator dan suhunya dipertahankan 79 81OC. Pada suhu ini, etanol sudah menguap, sedangkan air tidak menguap. Uap etanol dialirkan ke distilator. Bioetanol akan keluar dari pipa pengeluaran distilator. Distilasi pertama biasanya kadar etanol masih di bawah 95%. Apabila kadar distilasi masih di bawah 95% maka perlu dilakukan distilasi ulang hingga kadar etanolnya 95%.Proses distilasi ini dilakukan dengan metode distilasi bertingkat dengan jumlah 5 buah kolom distilasi. Tiap-tiap kolom distilasi memiliki beberapa jumlah dan ukuran tray tertentu dengan jenis plate bubble cup yang berbeda-beda sesuai dengan fungsinya untuk memisahkan alkohol dari senyawa-senyawa pengikutnya. Alat untuk distilasi terdiri dari 5 kolom distilasi utama yaitu:1.Kolom pertama: Mash Column & Degasification Column2.Kolom kedua: Pre-Running Separating Column3.Kolom ketiga: Less Column & Rectifying Column4.Kolom keempat: Repulfying Column5.Kolom kelima: Alcohol columnSetelah kadar etanol 95% tercapai, selanjutnya dilakukan dehidrasi atau penghilangan air.Untuk menghilangkan air bisa menggunakan kapur tohor atau zeolit sintetis.

2.3. Industri Etanol dari Tetes Tebu di IndonesiaIndonesia mempunyai potensi yang sangat besar sebagai negara agraris dalam pengembangan etanol secara fermentasi. Berikut adalah daftar industri pembuatan etanol dari molase yang tersebar di Indonesia.

NoPabrikLokasiProduksi (kl/tahun)Produksi (kl/hari)

1.PT. Aneka Kimia NusantaraJl. Mayjen Sungkono WatesKecamatan Mager Sari, Kabupaten Mojokerto, Provinsi Jawa Timur500015,152

2.PT. Basis IndahJl. Bau Massepe 19, Baru, Ujung pandang,Makassar, Sulawesi selatan16004,848

3.PT. Bukit Manikam Subur PersadaLampung51282155,400

4.PT. Indo Acidatama ChemicalJalan Raya Solo Seragen Km. 11.4 Desa Kemiri Kebakkramat, Karanganyar, Jawa Tengah42000127,273

5.PT. Madu BaruDs. Padokan, Tirtonirmolo, Kasihan, Yogyakarta672020,364

6.PT. Molindo Raya IndustrialJl. Sumber Waras 255, Lawang, Malang, Jawa Timur1000030,303

7.PT. Perkebunan Nusantara XIJl. Merak No. 1, Surabaya, Jawa Timur600018,182

8.PT. Rhodia ManyarJl. Raya Sembayat, Km 24, Manyar, Gresik, Jawa Timur1100033,333

9.PT. Indo Lampung DistilleyJl. Astra Kestra, Km 108Bandarjaya, Lampung60000181,818

10.PT. RNI dan Choi Biofuel Co.Tanjungsari, Sidoarjo, Jawa Timur1120033,939

11.PT Perkebunan Nusantara XJl. Jembatan Merah No 3-11, Surabaya 60175Jawa Timur, Indonesia1200,364

Total204922620,976

BAB IIIPENUTUP

1) Molase terbentuk dari hasil sampingan pembuatan gula. Pembuatan gula putih di pabrik gula mengalami beberapa tahapan pengolahan, yaitu pemerahan nira, pemurnian, penguapan, kristalisasi, dan pemisahan kristal. Pada pemisahan kristal inilah gula yang telah mengkristal terpisah dari nira kental atau molase. Molase yang terbentuk kemudian dijadikan bahan baku untuk pembuatan etanol.2) Tahapan-tahapan pembentukan etanol dari molase:a) Tahap pengenceran molase, yang terdiri dari tahap penimbangan tetes, tahap pencampuran tetes, dan tahap pengendapanb) Tahap Separator (Sterilisasi)c) 2.2 Tahap Pembiakan Ragi yang terdiri dari tahap penambahan ragi dan tahap penambahan urea dan NPKd) Tahap fermentasie) Tahap purifikasi, destilasi, dan dehidrasi 3) Industri-industri di Indonesia yang melakukan proses pembuatan etanol dari molase antara lain: PT. Aneka Kimia Nusantara (Mojokerto), PT Basis Indah (Makassar), PT. Bukit Manikam Subur Persada (Lampung), PT. Indo Acidatama Chemical (Solo), PT. Madu Baru (Yogyakarta), PT. Molindo Raya Industrial (Malang), PT. Perkebunan Nusantara XI (Bondowoso), PT. Rhodia Manyar (Gresik), PT. Indo Lampung Distilley (Lampung), PT. RNI dan Choi Biofuel Co. (Sidoarjo), PT. Perkebunan Nusantara X (Mojokerto).