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.