Bio Premium

Mengebor Bensin di Kebun Singkong

Tujuh tahun terakhir Zaenai Arifin rutin mengolah 1,5 ton singkong segar per hari menjadi keripik. Hasilnya 600kg keripik iajuaike beberapa daerah di Pulau Jawa, Bali, dan Lampung. Selain keripik, singkong juga sering diolah menjadi tapai. Begitulah secara turun-temurun anggota famili Euphorbiaceae itu dimanfaatkan. Namun, setahun terakhir singkong juga mengisi tangki-tangki motor dan mobil. Kendaraan itu melaju dengan bahan bakar singkong

Singkong diolah menjadi bioetanol, pengganti premium. Menurut Dr Ir Tatang H Soerawidjaja, dari Tcknik Kimia Institut Teknologi Bandung (ITB), singkong salah satu sumber pati. Pati senyawa karbohidrat kompleks. Sebelum difermentasi, pati diubah menjadi glukosa, karbohidrat yang lebih sederhana. Untuk mengurai pati, perlu bantuan cendawan Aspergillus sp. Cendawan itu menghasilkan enzim alfamilase dan gliikoamilase yang berperan mengurai pati menjadi glukosa alias gula sederhana. Setelah menjadi gula, bam difermentasi menjadi etanol.

Lalu bagaimana cara mengolah singkong menjadi etanol? Berikut Langkah-langkah pembuatan bioetanol berbahan singkong yang dilerapkan Tatang H Soerawidjaja. Pengolahan berikut ini berkapasitas 10 liter per hari.

1. Kupas 125 kg singkong segar, semua jenis dapal dimanfaatkan. Bersihkan dan cacah berukuran kecil-kecil.

2. Keringkan singkong yang telah dicacah hingga kadar air maksimal 16%. Persis singkong yang dikeringkan menjadi gaplek. Tujuannya agar lebih awet sehingga produsen dapat menyimpan sebagai cadangan bahan baku

3.Masukkan 25 kg gaplek ke dalam tangki stainless si eel berkapasitas 120 liter, lalu tambahkan air hingga mencapai volume 100 liter. Panaskan gaplek hingga 100"C selama 0,5 jam. Aduk rebusan gaplek sampai menjadi bubur dan mengental.

4. Dinginkan bubur gaplek, lalu masukkan ke dalam langki sakarifikasi. Sakarifikasi adalah proses penguraian pati menjadi glukosa. Setelah dingin, masukkan cendawan Aspergillus yang akan memecah pati menjadi glukosa. Untuk menguraikan 100 liter bubur pati singkong. perlu 10 liter larutan cendawan Aspergillus atau 10% dari total bubur. Konsentrasi cendawan mencapai 100-juta sel/ml. Sebclum digunakan, Aspergilhis dikuhurkan pada bubur gaplek yang telah dimasak tadi agar adaptif dengan sifat kimia bubur gaplek. Cendawan berkembang biak dan bekerja mengurai pati

5.Dua jam kemudian, bubur gaplek berubah menjadi 2 lapisan: air dan endapan gula. Aduk kembali pati yang sudah menjadi gula itu, lalu masukkan ke dalam tangki fermentasi. Namun, sebelum difermentasi pastikan kadar gula larutan pati maksimal 17—18%. Itu adalah kadar gula maksimum yang disukai bakteri Saccharomyces unluk hidup dan bekerja mengurai gula menjadi alkohol. Jika kadar gula lebth tinggi, tambahkan air hingga mencapai kadar yang diinginkan. Bila sebaliknya, tambahkan larutan gula pasir agar mencapai kadar gula maksimum.

6 Tutup rapat tangki fermentasi untuk mencegah kontaminasi dan Saccharomyces bekerja mengurai glukosa lebih optimal. Fermentasi berlangsung anaerob alias tidak membutuhkan oksigen. Agar fermentasi optimal, jaga suhu pada 28—32"C dan pH 4,5—5,5.

7. Setelah 2—3 hari, larutan pati berubah menjadi 3 lapisan. Lapisan terbawah berupa endapan protein. Di atasnya air, dan etanol. Hasil fermentasi itu disebut bir yang mengandung 6—12% etanol

8.Sedot larutan etanol dengan selang plastik melalui kertas saring berukuran 1 mikron untuk menyaring endapan protein.

9. Meski telah disaring, etanol masih bercampurair. Untuk memisahkannya, lakukan destilasi atau penyulingan. Panaskan campuran air dan etanol pada suhu 78"C atau setara titik didih etanol. Pada suhu itu etanol lebih dulu menguap ketimbang air yang bertitik didih 100°C. Uap etanol dialirkan melalui pipa yang terendam air sehingga terkondensasi dan kembali menjadi etanol cair.

10 Hasil penyulingan berupa 95% etanol dan tidak dapat larut dalam bensin. Agar larul, diperlukan etanol berkadar 99% atau disebut etanol kering. Oleh sebab itu, perlu destilasi absorbent. Etanol 95% itu dipanaskan 100"C. Pada suhu ilu, etanol dan air menguap. Uap keduanya kemudian dilewatkan ke dalam pipa yang dindingnya berlapis zeolit atau pati. Zeolit akan menyerap kadar air tersisa hingga diperoleh etanol 99% yang siap dieampur denganbensin. Sepuluh liter etanol 99%, membutuhkan 120— 130 lifer bir yang dihasilkan dari 25 kg gaplek

Bio Minyak Tanah

Peneliti ITS Temukan Bio Etanol Pengganti Minyak Tanah Yang Dapat Dibuat Sendiri Dirumah Dan Lebih Hemat

Peneliti ITS Surabaya menemukan bio-ethanol dari singkong, atau bahan berkarbohidrat tinggi lainnya untuk menggantikan minyak tanah. “Bio-ethanol itu sangat hemat, karena satu liter minyak bio-ethanol setara dengan sembilan liter minyak tanah biasa”, kata peneliti bio-ethanol, Ir Sri Nurhatika MP di Surabaya, Kamis. Didampingi Pembantu Rektor (PR) IV ITS Surabaya, Prof Ir Eko Budi Djatmiko, ia mengatakan, harga satu liter bio-ethanol Rp10.000, sedang sembilan liter minyak tanah berkisar Rp27.000 dengan asumsi harga Rp3.000/liter.“Tidak hanya itu, bio-ethanol juga dapat dibuat sendiri oleh masyarakat, karena bahan pembuatan ethanol dapat ditemukan di pasar dan cara pembuatannya pun mudah”, katanya mengungkapkan.Menurut dia, ethanol dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbohidrat, diantaranya ubi kayu, walur, kelapa sawit, tetes tebu, kacang koro, limbah tahu, limbah sampah, dan sebagainya.

“Bahan paling ideal adalah ubi kayu yang di Jawa dikenal dengan sebutan singkong gendruwo, karena tingkat karbohidrat-nya cukup tinggi. Singkong gendruwo juga mengandung pati (racun) yang tak layak dikonsumsi,” Cara pembuatannya, kata dosen senior Biologi ITS Surabaya itu, singkong gendruwo itu ditumbuk halus, kemudian dimasak dengan panci sampai menjadi bubur.

“Hasilnya diberi ragi (proses fermentasi) dan didiamkan selama 4-5 hari sampai keluar ethanol-nya dengan kadar 90 persen. Kami menyebutnya dengan minyak tanah BE.40″, katanya.Namun, kadar ethanol 90 persen itu belum cukup untuk berfungsi seperti minyak tanah, sebab kadar ethanol yang dibutuhkan adalah 95 persen. Karena itu, perlu ditingkatkan. “Kalau kadar ethanol-nya di bawah 95 persen masih mengandung Pb (timbal), sedangkan bahan bakar harus bebas dari Pb, sebab kalau ada Pb-nya bisa meledak”, katanya menegaskan. Untuk menaikkan kadar ethanol itu, katanya, perlu ditambahkan batu kapur (gamping), sehingga ethanol-nya menjadi “bersih” dari Pb.

Selain itu, kompor minyak tanah bio-ethanol itu juga tidak bersumbu, sehingga dirinya bekerja sama dengan peneliti Teknik Mesin ITS Surabaya untuk membuat desain kompor bio-ethanol. “Hasil desain Teknik Mesin ITS itu akhirnya kami kerjasamakan dengan Koperasi Manunggal Sejahtera Yogyakarta, untuk memproduksi kompor tanpa sumbu yang harganya Rp40.000″, katanya. Oleh karena itu, minyak tanah bio-ethanol tidak hanya ekonomis, tapi juga terbukti tanpa jelaga. “Mungkin pemanasan minyak bio-ethanol yang agak lama. Misalnya, untuk memasak mie, kompor minyak tanah biasa hanya membutuhkan waktu 10 menit, sedangkan kompor bio-ethanol 2-3 menit lebih lama”, katanya.

Produksi Etanol

PRODUKSI BIOETANOL

TEKNOLOGI

Teknologi produksi bioethanol berikut ini diasumsikan menggunakan jagung sebagai bahan
baku, tetapi tidak menutup kemungkinan digunakannya biomassa yang lain, terutama molase.

Bahan
baku untuk produksi biethanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal Tebu (sugarcane), gandum manis (sweet sorghum) atau yang menghasilkan tepung seperti jagung (corn), singkong (cassava) dan gandum (grain sorghum) disamping bahan lainnya.

Persiapan bahan
baku beragam bergantung pada bahan bakunya, tetapi secara umum terbagi menjadi beberapa proses, yaitu:

- Tebu dan Gandum manis harus digiling untuk mengektrak gula- Tepung dan material selulosa harus dihancurkan untuk memecahkan susunan tepungnya agar bisa berinteraksi dengan air secara baik- Pemasakan, Tepung dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan menjadi gula kompleks (liquefaction) dan sakarifikasi (Saccharification) dengan penambahan air, enzyme serta panas (enzim hidrolisis). Pemilihan jenis enzim sangat bergantung terhadap supplier untuk menentukan pengontrolan proses pemasakan.

Tahap Liquefaction memerlukan penanganan sebagai berikut:

- Pencampuran dengan air secara merata hingga menjadi bubur- Pengaturan pH agar sesuai dengan kondisi kerja enzim- Penambahan enzim (alpha-amilase) dengan perbandingan yang tepat- Pemanasan bubur hingga kisaran 80 sd 90 C, dimana tepung-tepung yang bebas akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly) seiring dengan kenaikan suhu, sampai suhu optimum enzim bekerja memecahkan struktur tepung secara kimiawi menjadi gula komplek (dextrin). Proses Liquefaction selesai ditandai dengan parameter dimana bubur yang diproses menjadi lebih cair seperti sup. Tahap sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana) melibatkan proses sebagai berikut:- Pendinginan bubur sampai suhu optimum enzim sakarifikasi bekerja

- Pengaturan pH optimum enzim

- Penambahan enzim (glukoamilase) secara tepat

- Mempertahankan pH dan temperature pada rentang 50 sd 60 C sampai proses sakarifikasi selesai (dilakukan dengan pengetesan gula sederhana yang dihasilkan)

Fermentasi

Pada tahap ini, tepung telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dimana proses selanjutnya melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum.

Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2.

Bubur kemudian dialirkan kedalam tangki fermentasi dan didinginkan pada suhu optimum kisaran 27 sd 32 C, dan membutuhkan ketelitian agar tidak terkontaminasi oleh mikroba lainnya. Karena itu keseluruhan rangkaian proses dari liquefaction, sakarifikasi dan fermentasi haruslah dilakukan pada kondisi bebas kontaminan.

Selanjutnya ragi akan menghasilkan ethanol sampai kandungan etanol dalam tangki mencapai 8 sd 12 % (biasa disebut dengan cairan beer), dan selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan etanol akan berakibat racun bagi ragi.

Dan tahap selanjutnya yang dilakukan adalah destilasi, namun sebelum destilasi perlu dilakukan pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging selama proses distilasi.

Distilasi Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol).Titik didih etanol murni adalah 78 C sedangkan air adalah 100 C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 – 100 C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume. Prosentase Penggunaan Energy

Prosentase perkiraan penggunaan energi panas/steam dan listrik diuraikan dalam tabel berikut ini:

Prosentase Penggunaan Energi

Prosentase Penggunaan Energi
Identifikasi	Proses Steam	Listrik
Penerimaan bahan baku, penyimpanan, dan penggilingan	0 %	6.1 %
Pemasakan (liquefaction) dan Sakarifikasi	30.5 %	2.6 %
Produksi Enzim Amilase	0.7 %	20.4 %
Fermentasi	0.2 %	4 %
Distilasi	58.5 %	1.6 %
Etanol Dehidrasi (jika ada)	6.4 %	27.1 %
Penyimpanan Produk	0 %	0.7 %
Utilitas	2.7 %	27%
Bangunan	1 %	0.5 %
TOTAL	100 %	100%

Sumber:A Guide to Commercial-Scale Ethanol Production and Financing, Solar Energy Research Institute (SERI),
PERALATAN PROSES

Adapun rangkaian peralatan proses adalah sebagai berikut:

- Peralatan penggilingan

- Pemasak, termasuk support, pengaduk dan motor, steam line dan insulasi

- External Heat Exchanger

- Pemisah padatan – cairan (Solid Liquid Separators)

- Tangki Penampung Bubur

- Unit Fermentasi (Fermentor) dengan pengaduk serta motor

- Unit Distilasi, termasuk pompa, heat exchanger dan alat kontrol

- Boiler, termasuk system feed water dan softener

- Tangki Penyimpan sisa, termasuk fitting

- Tangki penyimpan air hangat, termasuk pompa dan pneumatik

- Pompa Utilitas, Kompresor dan kontrol

- Perpipaan dan Electrikal

- Peralatan Laboratorium

Etanol Singkong

Etanol dari Singkong

Anda tak percaya ? Sekarang mulailah untuk mempersiapkan tikar karena kita akan bertualang sejenak ke kebun belakang rumah. Begini ceritanya….
Negara-negara maju telah mengembangkan energi alternatif yang dapat menggantikan peranan minyak bumi dan sumber bahan alam (terutama galian) yang berfungsi sebagai bahan bakar. Cadangan minyak bumi yang semakin menipis karena peningkatan kebutuhan serta jumlah penduduk dunia yang bombastis (China saja jumlah penduduknya sudah 1 milyar…) adalah faktor pendorong giatnya ilmuwan dalam mencari sumber energi baru yang dapat diperbaharui, murah dan aman bagi lingkungan (terutama yang berasal dari nabati).

Beberapa bahan bakar alternatif yang popular adalah biodiesel, biogas, biofuel, hydrogen dan energi nuklir. Biofuel adalah salah satu turunan dari biomassa. Biofuel merupakan bahan bakar yang berasal dari tumbuhan atau hewan, biasanya dari pertanian, sisa padatan juga hasil hutan.
Coba kita lihat biofuel, khususnya etanol. Melalui proses sakarifikasi (pemecahan gula komplek menjadi gula sederhana), fermentasi, dan distilasi, tanaman-tanaman seperti Jagung, Tebu dan Singkong dapat dikonversi menjadi bahan bakar.
Kebetulan beberapa waktu yang lalu menemukan cara pembuatan etanol dari singkong yang diterapkan oleh Bapak Tatang H Soerawidjaja. Pengolahan berikut ini berkapasitas 10 liter per hari :

1. Kupas 125 kg singkong segar, semua jenis dapal dimanfaatkan. Bersihkan dan cacah berukuran kecil-kecil.
2. Keringkan singkong yang telah dicacah hingga kadar air maksimal 16%. Persis singkong yang dikeringkan menjadi gaplek. Tujuannya agar lebih awet sehingga produsen dapat menyimpan sebagai cadangan bahan baku
3. Masukkan 25 kg gaplek ke dalam tangki stainless si eel berkapasitas 120 liter, lalu tambahkan air hingga mencapai volume 100 liter. Panaskan gaplek hingga 100″C selama 0,5 jam. Aduk rebusan gaplek sampai menjadi bubur dan mengental.
4. Dinginkan bubur gaplek, lalu masukkan ke dalam langki sakarifikasi. Sakarifikasi adalah proses penguraian pati menjadi glukosa. Setelah dingin, masukkan cendawan Aspergillus yang akan memecah pati menjadi glukosa. Untuk menguraikan 100 liter bubur pati singkong. perlu 10 liter larutan cendawan Aspergillus atau 10% dari total bubur. Konsentrasi cendawan mencapai 100-juta sel/ml. Sebclum digunakan, Aspergilhis dikuhurkan pada bubur gaplek yang telah dimasak tadi agar adaptif dengan sifat kimia bubur gaplek. Cendawan berkembang biak dan bekerja mengurai pati
5. Dua jam kemudian, bubur gaplek berubah menjadi 2 lapisan: air dan endapan gula. Aduk kembali pati yang sudah menjadi gula itu, lalu masukkan ke dalam tangki fermentasi. Namun, sebelum difermentasi pastikan kadar gula larutan pati maksimal 17—18%. Itu adalah kadar gula maksimum yang disukai bakteri Saccharomyces unluk hidup dan bekerja mengurai gula menjadi alkohol. Jika kadar gula lebth tinggi, tambahkan air hingga mencapai kadar yang diinginkan. Bila sebaliknya, tambahkan larutan gula pasir agar mencapai kadar gula maksimum.
6. Tutup rapat tangki fermentasi untuk mencegah kontaminasi dan Saccharomyces bekerja mengurai glukosa lebih optimal. Fermentasi berlangsung anaerob alias tidak membutuhkan oksigen. Agar fermentasi optimal, jaga suhu pada 28—32″C dan pH 4,5—5,5.
7. Setelah 2—3 hari, larutan pati berubah menjadi 3 lapisan. Lapisan terbawah berupa endapan protein. Di atasnya air, dan etanol. Hasil fermentasi itu disebut bir yang mengandung 6—12% etanol
8. Sedot larutan etanol dengan selang plastik melalui kertas saring berukuran 1 mikron untuk menyaring endapan protein.
9. Meski telah disaring, etanol masih bercampurair. Untuk memisahkannya, lakukan destilasi atau penyulingan. Panaskan campuran air dan etanol pada suhu 78″C atau setara titik didih etanol. Pada suhu itu etanol lebih dulu menguap ketimbang air yang bertitik didih 100°C. Uap etanol dialirkan melalui pipa yang terendam air sehingga terkondensasi dan kembali menjadi etanol cair.
10. Hasil penyulingan berupa 95% etanol dan tidak dapat larut dalam bensin. Agar larul, diperlukan etanol berkadar 99% atau disebut etanol kering. Oleh sebab itu, perlu destilasi absorbent. Etanol 95% itu dipanaskan 100″C. Pada suhu ilu, etanol dan air menguap. Uap keduanya kemudian dilewatkan ke dalam pipa yang dindingnya berlapis zeolit atau pati. Zeolit akan menyerap kadar air tersisa hingga diperoleh etanol 99% yang siap dieampur denganbensin. Sepuluh liter etanol 99%, membutuhkan 120— 130 liter bir yang dihasilkan dari 25 kg gaplek