pendahuluan biopremium dari ubi kayu

20
I-1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang I.1.1 Sejarah Pada era globalisasi saat ini, teknologi merupakan media yang memudahkan seseorang untuk melakukan aktivitas. Seiring berjalannya waktu, kebutuhan masyarakat terhadap teknologi pun meningkat. Hakekat seorang manusia yang tak pernah puas akan keinginannya tersebut akhirnya menjadikan sebuah alasan mengapa sering terjadi kerusakan alam. Seperti halnya kendaraan bermotor yang dahulu jarak dan waktu tidak akan dipermasalahkan. Kenikmatan kendaraan pribadi inilah yang menyebabakan kenaikan jumlah kendaraan bermotor setiap tahunnya. Berikut data statistik jumlah kenaikan kendaraan bermotor mulai tahun 1999-2012 dari Badan Pusat Statistik: Tabel I.1 Data Statistik Kendaraan Bermotor dari Tahun 2005-2012 Tahun Mobil Pribadi Bus Truk Sepeda Motor Jumlah 2005 4.076.230 1.110.25 2.875.11 28.531.83 37.623.43 2006 6.035.291 1.350.04 3.398.95 32.528.75 43.313.05 2007 6.877.229 1,736.08 4.234.23 41.955.12 54.802.68 2008 7.489.852 2.059.18 4.452.34 47.683.68 61.685.06 2009 7.910.407 2.160.97 4.452.34 52.767.09 67.336.64 2010 8.891.041 2.250.10 4.687.78 61.078.18 76.907.12 2011 9.548.866 2.254.40 4.958.73 68.839.34 85.601.35 2012 10.432.259 2.273.82 2.273.82 76.381.18 94.373.32 (Sumber : Berdasarkan data BPS, 2012) Menurut Tabel I.1 pada tahun 2005 hingga 2012 jumlah rata-rata kenaikan kendaraan bermotor setiap tahunnya semakin meningkat. Pada tahun 2006, jumlah kendaraan bermotor

Upload: mayda-amalia-rakhma

Post on 16-Sep-2015

28 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

  • I-1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1 Latar Belakang

    I.1.1 Sejarah

    Pada era globalisasi saat ini, teknologi merupakan media

    yang memudahkan seseorang untuk melakukan aktivitas. Seiring

    berjalannya waktu, kebutuhan masyarakat terhadap teknologi pun

    meningkat. Hakekat seorang manusia yang tak pernah puas akan

    keinginannya tersebut akhirnya menjadikan sebuah alasan

    mengapa sering terjadi kerusakan alam. Seperti halnya kendaraan

    bermotor yang dahulu jarak dan waktu tidak akan

    dipermasalahkan. Kenikmatan kendaraan pribadi inilah yang

    menyebabakan kenaikan jumlah kendaraan bermotor setiap

    tahunnya.

    Berikut data statistik jumlah kenaikan kendaraan

    bermotor mulai tahun 1999-2012 dari Badan Pusat Statistik:

    Tabel I.1 Data Statistik Kendaraan Bermotor dari Tahun 2005-2012

    Tahun Mobil

    Pribadi Bus Truk

    Sepeda

    Motor Jumlah

    2005 4.076.230 1.110.25 2.875.11 28.531.83 37.623.43

    2006 6.035.291 1.350.04 3.398.95 32.528.75 43.313.05

    2007 6.877.229 1,736.08 4.234.23 41.955.12 54.802.68

    2008 7.489.852 2.059.18 4.452.34 47.683.68 61.685.06

    2009 7.910.407 2.160.97 4.452.34 52.767.09 67.336.64

    2010 8.891.041 2.250.10 4.687.78 61.078.18 76.907.12

    2011 9.548.866 2.254.40 4.958.73 68.839.34 85.601.35

    2012 10.432.259 2.273.82 2.273.82 76.381.18 94.373.32

    (Sumber : Berdasarkan data BPS, 2012)

    Menurut Tabel I.1 pada tahun 2005 hingga 2012 jumlah

    rata-rata kenaikan kendaraan bermotor setiap tahunnya semakin

    meningkat. Pada tahun 2006, jumlah kendaraan bermotor

  • I-2

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    melonjak 5.689.620 lebih banyak daripada tahun 2005. Hal ini

    selalu meningkat tiap tahunnya.

    Namun dari data ketersediaan minyak bumi menyatakan

    bahwa produksi minyak Indonesia sejak 10 tahun terakhir turun

    sebesar 35 % dari 1.33 juta bph menjadi 0.88 juta bph sedangkan

    konsumsi saat ini sudah mencapai 1.2 juta bph. Demikian juga

    rasio cadangan minyak dimana terbukti dapat diproduksi hingga

    12 tahun kedepan.

    Hal ini terlihat bahwa penggunaan premium juga tidak

    dapat digunakan dalam jumlah banyak. Premium adalah bahan

    bakar dengan nilai oktan terendah. Nilai oktan pada bahan bakar

    menentukan sedikit banyaknya timbal atau Pb yang dihasilkan

    kendaraan bermotor. Selain dapat mencemari lingkungan,

    premium juga tidak terlalu baik untuk mesin karena bahan bakar

    premium menyebabkan knocking yang akan berakibat terjadinya

    inefisiensi pada mesin kendaraan.

    I.1.2 Alasan Pendirian Pabrik

    Manusia memiliki kebutuhan berlebih terhadap energi,

    terbukti dari permintaan global terhadap energi yang telah

    meningkat tiga kali lipat sejak tahun 1950. Hingga sekarang,

    penggunaan energi berkisar 10.000 juta ton minyak setahun.

    Menurut Interational Energy Agency 2006, konsumsi energi

    dunia akan mencapai 34% per tahun. Sebagian besar peningkatan

    permintaan terjadi di negara-negara berkembang (emerging

    markets). Namun, mayoritas pasokan energi tersebut masih

    tergantung pada bahan bakar fosil, yakni batu bara, minyak bumi,

    dan gas (Roy, H., 2007).

    Bioetanol dikenal sebagai bahan bakar yang ramah

    lingkungan karena bersih dari emisi bahan pencemar. Bioetanol

    dapat dibuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati

  • I-3

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, sagu, dan tetes. Ubi kayu, ubi

    jalar, dan jagung merupakan tanaman pangan yang biasa ditanam

    rakyat hampir di seluruh wilayah Indonesia, sehingga jenis

    tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk

    dipertimbangkan sebagai sumber bahan baku pembuatan

    bioetanol atau gasohol. Pada tahun 1982 BPPT telah mengawali

    pembangunan pabrik etanol di Tulang Bawang yang berkapasitas

    15.000 liter etanol/hari yang setiap harinya memerlukan sekitar

    90 ton bahan baku ubi jalar dan atau ubi kayu. Pembangunan

    pabrik etanol tersebut dimaksudkan sebagai substitusi premium di

    sektor transportasi khususnya untuk wilayah yang menghasilkan

    ubi jalar dan atau ubi kayu. Berkaitan dengan hal tersebut, pada

    tahun 1883 Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT)

    melakukan pengkajian pemanfaatan campuran bioetanol dan

    premium pada bahan bakar kendaraan berbahan bakar premium di

    Indonesia (Wahid, 2005).

    Meskipun program pemanfaatan bioetanol pada saat itu

    sebagai bahan bakar kendaraan secara ekonomi masih belum

    layak, namun program tersebut mempunyai manfaat lain, yaitu

    dapat mengurangi konsumsi bahan bakar minyak (BBM) di

    dalam negeri, mendorong program diversifikasi

    (penganekaragaman) energi, mendorong terciptanya pemanfaatan

    energi yang berwawasan lingkungan (etanol termasuk bahan

    bakar yang bersih dari bahan pencemar), merangsang

    pertumbuhan industri penunjang serta mendorong terciptanya

    lapangan kerja dan peningkatan ekonomi di daerah (Wahid,

    2005).

    I.1.3 Ketersediaan Bahan Baku

    Pada sebuah kasus harga minyak yang tinggi, bioetanol

    sebagai sumber energi alternatif pengganti atau campuran bensin

  • I-4

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    (premium) diperkirakan akan layak secara ekonomi mulai tahun

    2013. Sehingga kebutuhan bahan baku dan lahan untuk

    memenuhi kebutuhan bioetanol tersebut berada menurut jenis

    bahan baku. Bahan baku ubi kayu diperkirakan lebih efisien

    dalam penggunaan lahan, karena mempunyai rata-rata

    produktivitas per hektar paling tinggi, yaitu 12,60 ton/hektar

    diikuti produktivitas ubi jalar dan jagung, masing-masing 9,74

    ton/hektar dan 2,79 ton/hektar. Perkiraan ini ditunjang dari data

    Badan Pusat Statistik tahun 2004 mengenai perkiraan kebutuhan

    lahan dan bahan baku untuk bioetanol dalam memenuhi

    kebutuhan energi pada sektor transportasi.

    Tabel I.2 Perkiraan Kebutuhan Lahan dan Bahan Baku untuk Bioetanol

    dalam Memenuhi Kebutuhan Energi pada Sektor Transportasi.

    Tahun

    Bioetanol Ubi Kayu

    Energi

    (PJ)

    Volume

    (KL)

    Lahan

    (Ha)

    Produksi

    (Ton)

    2013 9.99 475.314 163.901 2.261.840

    2014 15.6 742.232 255.942 3.532.002

    2015 59.55 2.833.329 977.010 13.482.740

    2016 80.9 3.849.141 1.327.290 18.316.602

    2017 140.6 6.689.607 2.306.761 31.833.304

    2018 179.9 8.131.251 2.803.880 38.693.540

    2019 230.6 10.971.717 3.783.351 52.210.241

    2020 359.55 17.107.029 5.898.976 81.405.864

    2021 425.76 20.257.235 6.985.253 96.396.498

    2022 470.85 22.402.572 7.725.025 1.07E+08

    2023 515.17 24.511.273 8.452.163 1.17E+08

    2024 559.3 26.610.935 9.176.184 1.27E+08

    2025 613.34 29.182.104 10.062.794 1.39E+08

    (Sumber: Diolah berdasarkan BPS (2004) dan BBTP-BPPT (2005))

    Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa produksi ubi kayu

    adalah yang paling tinggi dibanding dengan produksi ubi jalar dan

  • I-5

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    jagung. Sehingga pemanfaatan ubi kayu sebagai bahan baku

    utama pembuatan bioetanol dapat memenuhi kebutuhan bahan

    dari biopremium. Oleh karena itu berdasarkan efisiensi

    produktivitas dan kebutuhan lahan. ubi kayu dapat menjadi

    pilihan yang paling potensial sebagai pabrik biopremium dengan

    sumber bahan baku pembuatan etanol di Indonesia (Suarna.

    2009).

    I.1.4 Kebutuhan Aspek Pasar

    Tabel I.3 Data Ekspor Impor Bioetanol di Indonesia (Sumber: BPS

    Jawa Timur, 2008)

    Tahun

    Jumlah Ekspor

    Bioetanol

    Jumlah Impor

    Bioetanol

    (kg / tahun) (kg/ tahun)

    2006 23.740.168 29.030

    2007 25.894.803 2.024.053

    2008 35.161.371 49.426

    2009 25.045.860 47.553

    2010 36.461.076 137.892

    Rata-rata 29.260.655 457.590

    Tabel 1.4 Data Produksi Bioetanol

    Tahun Produksi bioetanol

    (kg/thn)

    2003

    2004

    2005

    2006

    2007

    124.968.132

    126.781.254

    132.539.376

    133.934.328

    137.544.792

    Rata-rata 131.153.576

  • I-6

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Tabel I.5 Data Produksi Premium di Indonesia

    Tahun Jumlah (barrel)

    2009 74.738.421

    2010 70.803.943

    2011 67.641.902

    2012 67.683.709

    2013 69.456.720

    (Sumber: BPS Jawa Timur, 2013)

    Berdasarkan tabel di atas produksi ekspor dan impor

    bioetanol semakin meningkat dan produksi premium di Indonesia

    mengalami kenaikan pada tahun 2012. Sehingga dapat diprediksi

    bahwa bahwa kebutuhan dan aspek pasar bioetanol dan premium

    cukup besar.

    I.1.5 Kapasitas dan Lokasi Pabrik

    I.1.5.1 Penentuan Kapasitas Produksi

    Produksi bioetanol di Indonesia setiap tahun mengalami

    kenaikan yang cukup signifikan. Penentuan kapasitas pendirian

    pabrik ini didasarkan pada kebutuhan bioetanol, ekspor dan

    impor, serta kebutuhan bioetanol dalam negeri. Dimana data-data

    tersebut didapatkan dari Badan Pusat Statistik Jawa Timur.

    Tabel I.6 Konversi Bahan Baku Tanaman yang Mengandung Pati atau

    Karbohidrat dan Tetes menjadi Bioetanol

    Bahan Baku Kandungan

    Gula (Kg)

    Bioetanol

    (Liter)

    Perbandingan

    Bahan Baku

    dan Bioetanol

    Jenis Konsumsi

    (Kg)

    Ubi

    Kayu

    1000 250-300 166,6 6,5:1

    Ubi

    Jalar

    1000 150-200 125 8:1

    Jagung 1000 600-700 200 5:1

    Sagu 1000 120-160 90 12:1

    Tetes 1000 500 250 4:1

  • I-7

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Kapasitas Produksi

    Biopremium adalah hasil campuran antara bioetanol

    dengan premium. Oleh karena itu, perlu adanya perhitungan

    kapasitas produksi tiap bahan baku yang digunakan. Dari data

    Tabel I.7, konversi kandungan bioetanol pada ubi kayu dengan

    basis 1000 kg diperoleh 166,6 liter bioetanol.

    Bioetanol dari ubi kayu 166.6 liter dikonversikan dalam

    bentuk kilogram:

    166,6 liter = 166,6 dm3 = 166.600 cm

    3

    Untuk mendapatkan massa bioetanol, maka dapat

    dikalikan dengan densitasnya:

    Densitas bioetanol = 0,79 gr/cm3

    Massa bioetanol = 0,79 gr/cm3 x 166.600 cm

    3

    = 131.614 gr

    = 131,614 kg 132 kg

    Jika basis 1000 kg ubi kayu diperoleh 166,6 liter

    bioetanol, maka setelah dikonversi dapat diasumsikan 1000 kg

    ubi kayu diperoleh 132 kg bioetanol.

    Pabrik biopremium ini diperkirakan akan didirikan pada

    tahun 2021. Pada Tabel I.2 prediksi bioetanol yang dapat

    diproduksi sebanyak 20.257.235 kL. Jika dikonversikan menjadi

    kilogram, maka:

    Bioetanol = 20.257.235 kL

    = 20.257.235.000 L

    = 20.257.235.000.000 cm3

    Densitas bioetanol = 0,79 gr/cm3

    Massa bioetanol = 0,79 gr/cm3 x 20.257.235 x 10

    6cm

    3

    = 16.003.215,65 x 106 gr

  • I-8

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    = 1,6 x 107 x 10

    6 gr

    = 1,6 x 107 ton

    Grafik I.1 Prediksi Produksi Premium di Indonesia

    Pada grafik diatas didapatkan 8.905.528 ton premium

    pada tahun 2021. Sehingga biopremium:

    Biopremium = Bioetanol + Premium

    = 16.000.000 ton + 8.905.528 ton

    = 24.905.528 ton

    Asumsi produksi pabrik biopremium 3% dari perhitungan

    data BPS, maka:

    3% x 24.905.528 ton = 747.166 ton/tahun

    Produksi biopremium perhari:

    747.166 / 330 = 2.264 ton/hari (Produksi biopremium)

    Biopremium merupakan campuran antar 95% premium dan 5%

    bioetanol, sehingga:

    Ubi kayu dalam bioetanol yang terkandung:

    5% x 747.166 = 37.358,3 ton bioetanol/tahun = 113,207 ton

    bioetanol/hari

    113 ton bioetanol / 13% = 870,769 ton ubi kayu/hari

    Premium dalam biopremium yang terkandung:

    R = 0.9956

    2010

    2012

    2014

    2016

    2018

    2020

    2022

    7000000 8000000 9000000

    Tah

    un

    Produksi Premium (ton)

    PrediksiProduksiPremium diIndonesia

    Linear (PrediksiProduksiPremium diIndonesia)

  • I-9

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    95% x 747.166 = 709.807,7 ton premium/tahun = 2.151,93 ton

    premium/hari

    1.1.5.2 Penentuan Lokasi Pabrik

    Gambar I.1 Peta Kabupaten Tulang Bawang, Ibukota Menggala,

    Lampung Sumatera Selatan.

    Lokasi yang akan dipilih untuk pembangunan pabrik ini

    adalah di daerah Tulang Bawang, Lampung, Sumatera Selatan.

    Alasan pemilihan lokasi ini :

    a. Ditinjau dari lokasi lahan sumber bahan baku

    Lokasi ini dipilih karena berdekatan dengan sumber

    bahan baku (ubi kayu).

    b. Ditinjau dari produksi bahan baku

    Lampung merupakan penghasil ubi kayu terbesar di

    Indonesia.

    Tabel I.5 Data Produksi Potensi Ubi Kayu di Lampung

    Tahun Jumlah (ton/tahun)

    2009 7.569.178

    2010 8.637.594

    2011 9.193.676

  • I-10

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    2012 8.387.351

    2013 8.237.627

    (Sumber : BPS Jawa Timur, 2013)

    c. Ditinjau dari luas panen

    Lampung memiliki lahan terluas di Indonesia. Sehingga

    panen ubi kayu akan melimpah.

    Tabel I.6 Luas Panen Ubi Kayu di Lampung

    Tahun Jumlah (ha/tahun)

    2009 309.047

    2010 346.217

    2011 368.096

    2012 324.749

    2013 314.607

    (Sumber: BPS Jawa Timur, 2013)

    Dasar pemilihan lokasi di Lampung dikarenakan

    Lampung merupakan provinsi yang memproduksi tanaman ubi

    kayu terbanyak di Indonesia dengan total kapasitas 8.237.627

    ton/tahun. Latar belakang inilah yang mendasari pemilihan judul:

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    I.2 Dasar Teori

    I.2.1 Pengertian Biopremium

    Biopremium merupakan bahan bakar alternatif

    hasil pencampuran antara bioetanol (5%) dengan premium

    (95%). Bioetanol ini merupakan etanol dengan kadar

    kemurnian tinggi. yaitu mencapai 99.5%.

    a. Bioetanol

    Produksi etanol atau bioetanol (alkohol)

    dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati

    atau karbohidrat dilakukan melalui proses konversi

  • I-11

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Selain

    etanol atau bioetanol dapat diproduksi dari bahan baku

    tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat. juga

    dapat diproduksi dari bahan tanaman yang

    mengandung selulosa. namun dengan adanya lignin

    mengakibatkan proses penggulaannya menjadi lebih

    sulit. sehingga pembuatan etanol atau bioetanol dari

    selulosa tidak perlu direkomendasikan (Nurdyastuti.

    2011).

    Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari

    fermentasi glukosa (gula) menggunakan bantuan ragi

    atau yeast terutama jenis Saccharomyces cerevisiae.

    Pemisahan bioetanol selanjutnya dilakukan dengan

    destilasi (Mailool. 2010).

    Mengingat pemanfaatan etanol atau bioetanol

    beraneka ragam sehingga grade etanol yang

    dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan

    penggunaannya. Untuk etanol atau bioetanol yang

    mempunyai grade 90-96.5% vol dapat digunakan pada

    industri. sedangkan etanol atau bioetanol yang

    mempunyai grade 96-99.5% vol dapat digunakan

    sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri

    farmasi. Berlainan dengan besarnya grade etanol atau

    bioetanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan

    bakar untuk kendaraan yang harus betul-betul kering

    dan anhydrous supaya tidak korosif. sehingga etanol

    atau bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99.5-

    100% vol. Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh

    terhadap proses konversi karbohidrat menjadi gula

    (glukosa) larut air (Nurdyastuti. 2011).

  • I-12

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Bioetanol dapat dihasilkan dari bahan bergula

    (molasses. aren dan nira lain). bahan berpati (ubi kayu.

    jagung. sagu. dan jenis umbi lainnya). dan bahan

    berserat (lignoselulosa) (Mailool. 2010).

    b. Premium

    Premium adalah bahan bakar minyak jenis

    distilat berwarna kekuningan yang jernih. Premium

    merupakan BBM dengan oktan atau Research Octane

    Number (RON) terendah di antara BBM untuk

    kendaraan bermotor lainnya. yakni hanya 88. Pada

    umumnya. Premium digunakan untuk bahan bakar

    kendaraan bermotor bermesin bensin. seperti: mobil.

    sepeda motor. motor tempel. dan lain-lain. Bahan bakar

    ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol

    (Wikipedia. 2014).

    Premium merupakan campuran dari

    hidrokarbon parrafins. olefin. napthene. dan aromatic.

    Komposisi premium tergantung pada sumber minyak

    bumi dan proses refining. Premium mempunyai

    temperatur nyala minimum yakni 360C (Sururi.

    2012). Ada beberapa batasan untuk komposisi

    premium yang harus diperhatikan. Berikut merupakan

    spesifikasi BBM jenis bensin 88 sesuai dengan SK

    Dirjen Migas No. 3674.K/DJM/2006 tanggal 17 Maret

    2006:

    Tabel I.8 Karakteristik Premium

    N

    o. Karakteristik Satuan

    Batasan Metode

    Uji ASTM Min. Maks.

    1. Bilangan Oktana D 2699

    - Angka Oktana RON 88.0 - D 323

  • I-13

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Riset (RON)

    2. Tekanan Uap kPa - 62 D 2622

    3. Kandungan

    Sulfur % m/m - 0.05 D 1298

    4. Berat Jenis pada

    15o

    kg/m3 715 780 D 86

    5. Distilasi

    10% vol.

    Penguapan oC - 74

    50% vol.

    Penguapan oC 88 125

    90% vol.

    Penguapan oC - 180

    Titik didih akhir oC - 215

    Residu % vol - 2.0 AAS

    6. Kandungan

    Timbal (Pb) g/l - 0.013 Visual

    7. Penampilan

    Visual

    Jernih dan

    Terang

    8. Warna Kuning Gravimetri

    9. Kandungan

    Pewarna g/100 l 0.13

    10

    . Bau

    Dapat

    dipasarkan

    Penggunaan premium pada umumnya adalah

    untuk bahan bakar kendaraan bermotor terutama

    digunakan oleh sektor industri. transportasi. dan juga

    rumah tangga.

  • I-14

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    I.3 Kegunaan

    Biopremium digunakan sebagai bahan bakar pengganti

    premium dengan beberapa kelebihan yang memang tidak ada

    pada premium. antara lain:

    Memiliki nilai oktanyang tinggi dari premium murni

    sehingga mesin dengan kompresi tinggi akan bekerja lebih

    baik.

    Biopremium lebih ramah lingkungan maka polusi udara yang

    dihasilkan juga semakin sedikit dibandingkan dengan

    premium.

    Namun ada juga beberapa kekurangan dari biopremium

    sendiri. yakni:

    Tegangan permukaan (Surface tension) etanol lebih buruk

    dari pada bensin sehingga lebih sulit untuk berubah fasa

    menjadi gas pada saat masuk ke dalam ruang pembakaran.

    Etanol dapat menyerap air dan bercampur secara sempurna

    sehingga dapat menyebabkan turunnya thermal efficiency

    mencapai 20%.

    Kandungan air serapan etanol yang tidak terbakar masuk ke

    dalam ruang mesin dalam (crankcase) yang dapat bercampur

    dengan oli dan blowby gas.

    I.4 Sifat Fisika dan Kimia

    I.4.1 Bahan Baku Utama

    Gambar I.2 Tanaman Ubi Kayu

  • I-15

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    Ubi kayu ialah tumbuhan tropika dan subtropika dari

    famili Euphorbiaceae yang terkenal sebagai sumber utama

    karbohidrat dan daunnya sebagai sayuran. Ubi kayu dikatakan

    berasal dari bagian tropika Amerika Selatan tetapi kini

    taburannya hampir di semua kawasan tropika seluruh dunia.

    Nama lain bagu ubi kayu adalah ubi benggala. ubi belanda. dan

    cassava (Wikipedia. 2014).

    Ubi kayu mempunyai banyak nama daerah. diantaranya:

    ketela pohon. singkong. ubi jenderal. ubi inggris. telo puhung.

    kasape. bodin. telo jenderal (Jawa). sampeu. huwi dangdeur. huwi

    jenderal (Sunda). kasbek (Ambon). dan ubi Perancis (Padang).

    Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan. kedudukan tanaman

    ubi kayu diklasifikasikan sebagai berikut:

    Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

    Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)

    Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)

    Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

    Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)

    Sub Kelas : Rosidae

    Ordo : Euphorbiales

    Famili : Euphorbiaceae

    Genus : Manihot

    Spesies : Manihot utilissima Pohl.

    (Plantamor, 2012)

    Ubi kayu termasuk tumbuhan berbatang pohon lunak atau

    mudah patah. Ubi kayu berbatang bulat dan bergerigi yang terjadi

    dari bekas pangkal tangkal daun. bagian tengahnya bergabus dan

    termasuk tumbuhan yang tinggi. Ubi kayu dapat mencapai

    ketinggia 1-4 meter. Pemeliharaannya mudah dan produktif serta

    dapat tumbuh subur di daerah yang berketinggian 1200 meter

    diatas permukaan air laut. Daun ubi kayu memiliki tangkai

  • I-16

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    panjang dan helaian daunnya menyerupai telapak tangan. dan tiap

    tangkai mempunyai daun sekitar 3-8 lembar. Tangkai daun

    tersebut berwarna kuning. hijau. atau merah (Dwikka. 2010).

    Tanaman ubi kayu bunganya berumah satu dan proses

    penyerbukannya bersifat silang. Penyerbukan tersebut akan

    menghasilkan buah yang berbentuk agak bulat. didalamnya

    terkotak-kotak berisi 3 butir biji (Rukmana. 2012). Fungsi ubi

    kayu mulai bergeser dari penyediaan bahan pangan. berpotensi

    menjadi bahan baku untuk pengembangan bioetanol (Dwikka.

    2010).

    I.4.2 Bahan Baku Pendukung

    1. Saccharomyces Cereviceae

    - Merupakan khamir permukaan (top yeast) dan selama

    fermentasi terbawa ke permukaan dari bir yang sedang

    difermentasi.

    - Merupakan mikroorganisme ber-sel tunggal dengan ukuran

    antara 5 dan 20 mikron.

    - Dapat tumbuh dalam media cair dan padat.

    - Pertumbuhan dengan bertunas dapat berkembang dari

    setiap bagian permukaan sel induk (pertunasan multipolar).

    - Merupakan mikroorganisme yang bersifat saprofitik. Hidup

    dalam lingkungan yang bergula dan pH rendah (Buckle.

    dkk. 1985).

    - Morfologi berupa sel spiral.

    - Menghasilkan 1-4 spora per Acus.

    - Metabolisme sangat kuat di dalam proses fermentasi

    (Suharto. 1995).

    - Digunakan sebagai inokulum.

  • I-17

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    - Sebagai biakan murni yang ditambahkan sebanyak 5-10%

    dari volume fermentor (Soebiyanto & Tjokroadikoesomo.

    1985).

    - Kondisi optimum adalah pH 3.5-5.5 dengan suhu antara 30-

    35 oC dengan kekentalan 14-20 % TS (total sugar).

    - Menghasilkan enzim zimase dan intervase. Enzim intervase

    berfungsi untuk memecah sukrosa menjadi monosakarida

    (glukosa dan fruktosa). Enzim zimase mengubah glukosa

    menjadi etanol. Di bawah kondisi anarobik dan konsentrasi

    glukosa tinggi. Saccharomyces cerevisiae tumbuh dengan

    baik. tetapi sedikit menghasilkan alkohol.

    - Saccharomyces cerevisiae tidak mempunyai amilase. maka

    starch harus dihidrolisis (Crueger & Crueger. 1985)

    2. Premium

    - Bahan bakar minyak jenis distilat berwarna kekuningan dan

    jernih.

    - Digunakan untuk kendaraan bermotor bermesin bensin. seperti

    mobil. sepeda motor. motor tempel dan lain-lain.

    - Istilah premium lainnya: motor gasoline atau petrol

    (Pertamina. 2014).

    - Campuran dari hidrokarbon parrafins. olefin. naphtanes. dan

    aromatic.

    - Temperatur nyala minimum 360oC.

    - Angka oktan premium RON (Research Octan Number)

    minimal 88.

    - MON (Motor Octan Number) 83-90. nilai kalor 44.585 kj/kg.

    dan berat jenis 0.723 gr/cm3

    (Sururi & Waluyo. 2009).

  • I-18

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    3. Kalium Hidrogen Phosphat (KH2(PO)4)

    - Berat Molekul: 136,09 gr/mol

    - Warna: Putih

    - Titik Leleh: 253oC (487,4oF)

    - Densitas: 2,338 gr/cm3

    - Spesific Gravity: 1,98

    - Vapor Pressure:

  • I-19

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    BAB I Pendahuluan

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    - Termasuk dalam kelompok enzim karbohidrase. yaitu

    memecah atau menghidrolisis karbohidrat atau sakarida.

    (Sumardjo. 2006)

    - Kelompok enzim amilase ditemukan pada fungi

    berfilamen dan khamir.

    (Oetari. 2006)

    6. Enzim Glukoamilase

    - Fase : cair

    - Warna : coklat terang

    - Beratmolekul : 36.000 gr/mol

    - Densitas : 1,15 kg/liter

    - Viskositas : 1 cp

    - pH optimum : 4,5 - 5

    - Suhu optimum : 60C

    I.4.3 Produk Utama

    Biopremium merupakan campuran dari bioetanol 5%

    dengan premium 95%. Ini merupakan alternatif dari bahan bakar

    premium.

    I.4.4 Produk Samping

    1. Carbondioksida (CO2)

    Sifat Fisika :

    - Rasa asam.

    - Densitas liquid (pada 0 oC dan tekanan 101.32 kPa) adalah

    1.976 gr/l.

    - Viskositas (pada 25 oC) adalah 0.015 cp.

    - Panas pembentukan pada 25 oC adalah 373.4 btu/mol.

    - Panas laten penguapan 148.6 btu/lb.

    - Spesific gravity pada basis udara 1 adalah 1.53.

  • I-20

    BAB I Pendahuluan

    Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi

    Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS

    - Melting point pada 5.2 atm adalah -56.6 oC.

    - Subliming point adalah -78.5 oC.

    - Larut dalam alkohol.

    - Tidak berbau. tidak berwarna. tidak beracun (Douglas &

    Considine. 1974).

    Sifat Kimia :

    - CO2 dapat bereaksi dengan H2.

    CO2 + H2 CO + H2O

    - CO2 dapat bereaksi dengan amoniak yang terjadi pada

    pabrik urea untuk menghasilkan amonium karbamat.

    CO2 + 2 NH3 NH2COONH4

    - CO2 merupakan oksidator akhir dari produk karbon

    (Othmer, 1978).