Makalah Industri Etanol.docx

MAKALAH INDUSTRI ETANOL Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Ilmu Lingkungan

COVER

Disusun oleh: Lia Nur Annisa

142018034

Radhia Aulia Yusuf

142018037

Ziven Shaquilla Akbar

142018044

Yan Verdy Tarigan

142018054

Muhammad Luqman Naufal

142018057

TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa sebab atas segala rahmat dan karunianya, makalah mengenai “INDUSTRI ETANOL” ini dapat diselesaikan dengan baik. Meskipun kami menyadari masih banyak terdapat kesalahan didalamnya. Tidak lupa pula kami ucapkan terima kasih kepada Ibu Puriyanti Yusika, ST., MT. yang telah membimbing dan memberikan tugas ini. Kami sangat berharap dengan adanya makalah ini dapat memberikan manfaat dan edukasi mengenai proses produksi industri etanol yang tentunya hal tersebut dapat menjadi bahan penambah wawasan untuk pembaca dan penulis. Selain itu makalah ini juga nantinya diharapkan dapat dijadikan referensi pendukung tentang dasar-dasar produksi bioetanol. Namun, tidak dapat dipungkiri bahwa dalam pembuatan makalah ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca untuk kemudian makalah kami ini dapat kami perbaiki dan menjadi lebih baik lagi. Demikian yang dapat kami sampaikan, semoga makalah ini dapat bermanfaat. Kami juga yakin bahwa makalah kami jauh dari kata sempurna dan masih membutuhkan kritik serta saran dari pembaca, untuk menjadikan makalah ini lebih baik ke depannya.

Bandung, 21 Maret 2019

Penyusun

ii

DAFTAR ISI COVER ....................................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ...............................................................................................................ii DAFTAR ISI.............................................................................................................................. 1 DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. 2 BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 3 1.1.

Latar Belakang ............................................................................................................... 3

BAB II PEMBAHASAN ........................................................................................................... 4 2.1.

Sejarah Ethanol .............................................................................................................. 4

2.2.

Proses Produksi .............................................................................................................. 5

2.2.1. Pemrosesan Bahan Baku ................................................................................................ 5 2.2.2. Pemrosesan Ethanol ....................................................................................................... 6 2.3.

Pemrosesan Limbah Industri Ethanol ............................................................................ 7

BAB III PENUTUP ................................................................................................................... 9 3.1.

Kesimpulan .................................................................................................................... 9

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 10

1

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Alir Pembuatan Ethanol ......................................................................... 6 Gambar 2.2. Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri Ethanol ................................................. 7 Gambar 2.3. Diagram Alir Blok Pengolahan Limbah Industri ethanol ..................................... 8

2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Semakin tingginya kebutuhan energi di dunia (termasuk Indonesia) menyebabkan

sumber energi, terutama minyak, yang tidak terbarukan semakin berkurang. Hal ini diakibatkan eksplorasi energi yang berlebihan, tanpa memikirkan ketersediaan energi di alam. Sehingga perlu pemroduksian energi terbarukan baru yang sifatnya mirip dengan sumbersumber energi dari alam. Selain itu, edukasi kepada masyarakat juga diperlukan agar masyarakat mengerti tentang penggunaan energi-energi alternatif tersebut. Salah satu bentuk energi alternatif adalah etanol. Etanol adalah turunan alkohol yang didapatkan dari hasil fermentasi zat pati. Penggunaan etanol sebenarnya cukup banyak, namun hanya sedikit yang dikenali salah satunya biofuel. Etanol biasanya digunakan sebagai bahan campuran minyak untuk meningkatkan performa mesin dan dapat mereduksi polusi udara. Etanol merupakan senyawa organik yang mengandung unsur C, H, dan O. Etanol sendiri merupakan kependekan dari etil alkohol dengan rumus kimia C2H5OH. Adapun karakteristik etanol adalah berupa zat cair, tidak berwarna, tidak berbau, mudah terbakar dan menguap, dan dapat bercampur dengan air dalam segala perbandingan. Penggunaan etanol sendiri biasanya sebagai pelarut zat organik maupun anorganik, bahan dasar industri cuka, ester, spiritus dan asetaldehid. Dalam penggunaanya ada grade tertentu yang harus dipenuhi sebelum diterapkan sebagai bahan produksi. Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh terhadap proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air (Indyah, 2007). Untuk penggunaan di industri grade yang digunakan 90-96,5%, untuk campuran miras dan bahan dasar industri farmasi grade yang digunakan sekitar 96-99,5%, sementara untuk bahan bakar kendaraan grade yang digunakan sekitar 99,5-100%. Negara yang secara luas telah menggunakan etanol sebagai bahan bakar adalah Brasil. Negara tersebut memproduksi etanol dari tetes tebu dengan proses fermentasi.

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.

Sejarah Ethanol Turunan alkohol ini sudah dikenal pada zaman prasejarah, pada saat itu produk ini

dikenal sebagai minuman yang memabukan. Bukti lain datang dari Cina, yaitu ditemukannya residu etanol dalam keramik-keramik prasejarah lebih tepatnya dari masa Neolitik. Pemurnian etanol dengan cara biasa hanya mampu menghasilkan kemurnian 98%. Campuran dari bioetanol yang mendekati kemrunian untuk pertama kali ditemukan oleh Kimiawan Muslim yang mengembangkan proses distilasi pada masa Kalifah Abbasid dengan peneliti yang terkenal waktu itu adalah Jabir ibn Hayyan (Geber), Al-Kindi (Alkindus) dan al-Razi (Rhazes). Catatan yang disusun oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang mendidih mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) dengan tegas menjelaskan tentang proses distilasi wine. Sedangkan bioetanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann Tobias Lowitz, dengan menggunakan distilasi saringan arang. Sementara Antoine Lavoisier menggambarkan bahwa bioetanol adalah senyawa yang terbentuk dari karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Nicolas-Théodore de Saussure dapat menentukan rumus kimia etanol. Limapuluh tahun kemudian (1858), sedangkan Archibald Scott Couper menerbitkan rumus bangun etanol. Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus bangunnya. Etanol pertama kali dibuat secara sintetis pada tahu 1829 di Inggris oleh Henry Hennel dan S.G.Serullas di Perancis. Michael Faraday membuat etanol dengan menggunakan hidrasi katalis asam pada etilen pada tahun 1982 yang digunakan pada proses produksi etanol sintetis hingga saat ini. Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880 Henry Ford membuat mobil quadry cycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah dapat menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun pada tahun 1920-an

4

bahan bakar dari petroleum yang harganya lebih murah telah menjadi dominan menyebabkan etanol kurang mendapatkan perhatian. Akhir-akhir ini, dengan meningkatnya harga minyak bumi, bioetanol kembali mendapatkan perhatian dan telah menjadi alternatif energi yang terus dikembangkan. Etanol disebut juga etil-alkohol atau alkohol saja, adalah alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari, hal ini disebabkan karena memang etanol yang digunakan sebagai bahan dasar pada minuman tersebut, bukan metanol, atau grup alkohol lainnya.

2.2.

Proses Produksi

2.2.1. Pemrosesan Bahan Baku a

Pembuatan Sakharin Sakharin merupakan media untuk produksi alkohol secara komersial pada industri

fermentasi alkohol. Di Indonesia dipakai tetes (molase) yang bisadidapatkan setelah sakharosanya dikristalisasi dan disentrifuse dari gula tebu. Proses penguapan dan pengkristslsn ini biasanya dilakukan tiga kali sampai tetes tidak lagi ekonomis untuk diperoleh. Sisa tetes/cairan ini disebut sebagai “black strap mollase” yang merupakan campuran kompleks yang mengandung sakharosa, gula invert, garam-garam dan bahan-bahan non gula. Disamping sakharosa, glukosa dan fruktosa yang dapat difermentasi, molase juga mengandung substansi-substansi pereduksi yang tidak dapat di fermentasi. Bahan-bahan ini antara lain karamel yag terjadi karena pemanasan gula, melanoidin yang mengandung nitrogen dan terdapat pula hidroksi metil furfural, asam formiat dan lain-lain. Bahan yang tidak dapat difermentasi ini bisa mencapai 17% dalam black strap mollase, dan sebesar 5% dalam high test mollase. Tetes (molase) bersifat asam, mempunyai pH 5,5-6,5 yang disebabkan oleh adanya asam-asam organik yang bebas. Kualitas molase yang dihasilkan dari suatu industri gula dipengaruhi oleh cara pembersihan niranya. Bila kurang sempurna, maka kotoran banyak terdapat dalam molase. Warna molase pada umumnya berwarna coklat kemerahan. Hal ini disebabkan antara lain pigmen melanoidin, dekorasi thermal dan kimiawi dari komponen-komponen selain gula.

5

b

Mikroba Dalam proses fermentasi alkohol digunakan ragi. Ragi ini dapat merubah glukosa

menjadi alkohol dan gas CO2. Ragi merupakan mikroorganisme bersel satu, tidak berklorofil dan termasuk golongan Eumycetes. Dari golongan ini dikenal beberapa jenis,

antara

lain Saccharomyces

anamensis,

Schizosacharomyces

pompe dan Saccharomyces cerevisiae. Masing-masing mempunyai kemampuan memproduksi alkohol yang berbeda. Namun pada umumnya ragi yang dipakai untuk membuat alkohol adalah jenis Saccharomyces cerevisiae,

yang mempunyai

pertumbuhan sempurna pada suhu ± 30oC dan pH 4,8.

2.2.2. Pemrosesan Ethanol

2.1. Diagram Alir Pembuatan Ethanol

a

Proses Fermentasi Pada proses ini melibatkan mikroorganisme sebagai agen

yang akan

menfermentasikan substansi sakharin. Substansi sakharin masuk ke tangki molase, selanjutnya masuk ke mixer, didalam mixer diberikan air.lalu msuk ke fermentator. Didalam fermentator telah ada ragi. Setelah substansi didekomposisi menjadi sakharin pada kondisi ini bentuk media seperti bubur, lalu ditampung ke Broth Tank.

6

b

Proses Pemisahan Proses ini terjadi di kolom distilasi. Pertama masuk ke kolom stripper yang

dimana akan diberikan steam dari boiler. Pada proses ini ethanol akan terpisah karena terikat dengan uap air. Selanjutnya masuk ke kolom rectifier, karena titik didih ethanol lebih rendah daripada air, maka ethanol akan lebih cepat menguap dibanding dengan air. Selanjutnya ethanol dan air masuk ke kondensor. Pada kolom ini gas diembunkan sehingga yang keluar gas campuran dengan kadar ethanol 95%. Selanjutnya masuk ke tangki. Lalu dipisahkan kembali di kolom evaporator, dimana setelah ini akan masuk ke kolom dehidrasi. Di kolom dehidrasi kadar air dikurangi lagi gas campuran. Sehingga larutan yang masuk ke tangki memiliki kadar ethanol 99,5%.

2.3.

Pemrosesan Limbah Industri Ethanol a. Penjelasan umum limbah industri ethanol Pada dasarnya limbah industri ethanol yang dihasilkan memiliki kadar BOD dan COD yang tinggi. Sehingga tidak aman bila dibuang langsung ke alam. Butuh pengolahan karena ditakutkan merusak keseimbangan ekosistem di tempatnya dibungnya

limbah

ini.

2.2. Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri Ethanol

7

b. Pengolahan Limbah Cair Industri ethanol menghasilkan banyak limbah cair. Limbah cair dapat dimanfaatkan menjadi POC atau diolah dengan cara pemisahan. Proses pemisahan pertama-tama limbah cair masuk ke dalam screening. Lalu, masuk ke bak equallizer, untuk dibuat menjadi keadaan steady. kemudian masuk bak koagulasi dan flokulasi,selanjutnya masuk ke tangki sedimentasi pada proses ini padatan yang tersuspensi terpisah dari air. Namun, air masih memiliki kadar BOD yang tinggi sehingga harus diolah lagi. Mula-mula air masuk ke tangki lumpur aktif untuk dekomposisi senyawa organiknya. Masuk lagi ke tangki sedimentasi untuk dipisahkan antara air dan lumpur aktif. Air masuk ke kolam ikan untuk selanjutnya dibuang ke sungai atau di reuse, sementara lumpur aktif di recycle kembali. c. Pengolahan Padatan Limbah padatan sendiri didapat dari proses sedimentasi pertama. Mula-mula limbah ini dipekatkan tujuannya agar padatan mengendap. Selanjutnya masuk ke proses dewatering. Dan sisa limbah padatan bisa dijadikan bahan bakar boiler.

Recycle Lumpur

Fish Pond

Sedimentasi ll

Limbah cair

insenerasi

screening



Tangki Lumpur Aktif

koagulasi

Dewatering



flokulasi

Thickening

Air



sedimentasi

Padatan tersuspensi

2.3. Diagram Alir Blok Pengolahan Limbah Industri ethanol

d. Pengolahan Limbah gas CO2 Limbah gas CO2 didapat dari proses dekomposisi di fermentator. Gas ini masih memiliki nilai ekonomi, sehingga masih bisa dimanfaatkan kembali. Proses produksinya cukup mudah, yaitu limbah gas CO2 cukup di luquifikasi sebelum akhirnya di tampung ke dalam tangki dan dijual. 8

BAB III

PENUTUP

3.1.

Kesimpulan a. Ethanol merupakan produk yang dapat dijadikan bahan bakar, karena dapat menaikan nilai oktan. b. Ethanol dapat juga dijadikan alternatif bahan bakar yang ramah lingkungan. c. Limbah ethanol banyak yang dapat dimanfaatkan kembali karena masih memiliki nilai ekonomi. d. Perlu pengembangan metode pembuatan ethanol, karena dalam proses fermentasinya menggunakan air yang cukup berlebihan.

9

DAFTAR PUSTAKA

HIdup, K. L. (2017, Mei). Dipetik Maret 23, 2019, dari https://toolsfortransformation.net: https://toolsfortransformation.net/wp-content/uploads/2017/05/51-tahun-1995-Baku-mutulimbah-cair-industri.pdf Lamuri, R. A., Maran, A. A., Lorentius, S., & Setiyadi. PEMANFAATAN LIMBAH CAIR BIOETANOL MENJADI PUPUK ORGANIK CAIR (POC). nafisairawati. (2017, April 11). Dipetik Maret 25, 2019, dari https://civitas.uns.ac.id: https://civitas.uns.ac.id/nafisairawati/2017/04/11/pengolahan-alkohol/ Senam, P. (2019). PROSPEK BIOETANOL SEBAGAI BAHAN BAKAR YANG TERBARUKAN DAN RAMAH LINGKUNGAN. Yogyakarta: eprints uny. Utami, B., & A., K. N. (2015). Pengolahan Limbah Cair Industri Alkohol Bekonang.

10