BIOETANOL DARI LIMBAH BUAH-BUAHAN

Buah pepaya yang sudah tidak layak jual bisa dimanfaatkan untuk bahan baku bioetanol
Buah-buahan yang mengandung kadar gula tinggi merupakan bahan yang potensial untuk bahan baku bioetanol. Buah yang dipakai bukan buah yang masih bagus dan segar, tetapi buah-buah yang sudah tidak layak jual atau hampir busuk. Daripada buah-buah ini dibuang tanpa harga, akan lebih baik jika diolah menjadi bioethanol.

 

Potensi Buah Afkir untuk Produksi Bioetanol

Potensi buah ini lumayan besar, terutama disentra-sentra perkebunan buah. Misalnya saja di sentra buah mangga, salak, pepaya, atau nanas. Pada saat puncak musim buah, produksi sangat melimpah. Harga buah turun drastis dan banyak buah-buah afkir yang tidak layak jual.

Kebun pepaya yang sangat luas di kaki gunung Seulawah

Sebagai contoh kebuh buah pepaya yang ada di kaki gunung Seulawah aceh. Ada ratusan hektar kebun pepaya. Buah-buah yang busuk luar biasa sekali jumlahnya. Saya tidak dapat informasi yang tepat produktivitas kebun ini. Setiap minggu buah pepaya dipetik oleh pedagang buah, sekali petik satu colt. Satu hektar bisa sekali atau dua kali petik.
Buah yang tidak layak jual cukup banyak. Perkiraan saya ada sekitar 5-10% buah yang tidak layak jual. Jadi jumlahnya cukup melimpah ruah, apalagi di puncak musim panen.
Kadar gula buah pepaya belum dianalisis di laboratorium, jadi blum tahu berapa kadar yang tepat. Buah pepaya yang sudah masak rasanya manis sekali. Perkiraan saya bisa sampai 10% kadar gulanya. Kadar yang cukup tinggi untuk dibuat ethanol.
Hitung-hitungan teoritis di atas kertas. Andaikan seluruh gula di dalam pepaya bisa diubah menjadi etanol, maka etanol yang bisa diproduksi sekitar 5.1%. Satu ton buah afkir, teoritisnya, bisa menghasilkan 51kg ethanol absolute. Realitasnya efisiensinya tidak pernah 100%. Mungkin hanya 85-90% yang bisa diambil. Demikian juga kadar etanolnya mungkin 60%, 80%, atau 95%. Meskipun begitu volumenya cukup besar, bisa sampai 48 liter dan nilainya bisa Rp 576.000 per ton buah afkir.
Nilai ini akan bertambah besar jika limbah bioetanolnya diolah kembali menjadi pupuk organik cair (POC).

Peralatan yang dibutuhkan

Peralatan yang dibutuhkan sangatlah sederhana dan mHiudah diperoleh di sekitar kebun. Alat-alat utana yang dipakai antara lain.
1. Mesin parut untuk menghancurkan buah. Kalau mesin parut susah didapat, bisa juga pakai manual dengan cara ditumbuk.
2. Drum atau bak untuk menampung bahan baku.
3. Drum atau bak fermentasi
4. Timbangan kecil. Bisa pakai timbangan kue.
5. Ethanol meter. Kalau alat ini perlu dibeli di kota. Biasanya ada di toko-toko yang menjual alat-alat laboratorium.
6. Distilator. Alat ini harus dipesan ke produsennya. Sesuaikan kapasitas distilator dengan kapasitas produksi ethanolnya.
7. Peralatan pendukunh lainnya, seperti: ember, gayung, parang, dan lain-lain.

Bahan-bahan

Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk produksi bioethanol dari limbah buah-buahan antara lain seperti disebutksn di bawah ini.
1. Limbah buah, jelas ini adalah bahan baku utamanya.
2. Ragi roti. Bisa pakai ragi roti yang banyak dijual di toko yang menjual bahan baku kue/roti.
3. Urea dan NPK (15-15-15), untuk nutrisi tambahan ragi.

Resep Bahan

Idealnya sebelum difermentasi sari buah perlu ditest terlebih dahulu kandungan gulanya. Tetapi kalau tidak mau repot bisa dikira-kira. Resep dasarnya adalah sebagai berikut:
Ragi = 0.5% x kadar gula x volume sari buah
Urea = 0.5% x kadar gula x volume sari buah
NPK = 0.2% x kadar gula x volume sari buah
Sebagai contoh kadar gula sari buah adalah 10%, maka untuk setiap 1 drum volume 200 liter penambahan bahan-bahannya adalah:
- 100 gr Ragi
- 100 gr Urea
- 40 gr NPK

Cara Pembuatan

1. Buah dihancurkan terlebih dahulu dengan menngunakan parutan atau ditumbuk.

Menghancurkan buah pepaya dengan cara ditumbuk
2. Masukkan Urea & NPK ke dalam drum dan dicampur hingga merata.

Just buah pepaya yang siap difermentasi
3. Encerkan yeast dengan air hangat-hangat kuku, diaduk sampai muncul buihnya.
4. Masukkan ragi ke dalam sari buah dan diaduk sampai tercampir merata.

Campuran ragi roti dan NPK harus diaduk sampai tercampur merata.
6. Sari buah difermentasi minimal selama 72 jam atau 3 hari, sampai tidak muncul buihnya lagi.

Sari buah yang sedang difermentasi, khamir tampak aktif memfermentasi sari buah.
7. Sari buah diperas dan diambil airnya.

Pemerasan
8. Air perasan ini kemudian didistilasi untuk mendapatkan ethanol.

Proses distilasi etanol
Limbah sisa distilasi bisa diolah kembali menjadi POC (Pupuk Organik Cair). Pupuk organik yang dihasilkan bisa dimanfaatkan untuk kebun sendiri atau dijual ke petani/pekebun lain.

Jangan buang buah-buah yang tidak layak jual dan sdh mulai membusuk. Buah-buah tersebut bisa diolah menjadi etanol yang nilainya lumayan besar. Tunggu apa lagi.


sumber: disini

Biotanol Sampah Sumber Energi Alternatif

Aktivitas dan pola konsumsi manusia seringkali menghasilkan sampah. Sampah adalah suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari sumber hasil aktivitas manusia maupun alam yang belum memiliki nilai ekonomis, material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses. Secara garis besar, sampah dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sampah anorganik dan sampah organik. Sampah anorganik adalah sampah yang terdiri dari bahan-bahan yang sulit terurai secara biologis sehingga penghancurannya membutuhkan penanganan lebih lanjut, contohnya adalah kertas, kayu, logam, besi, kaleng, plastik, karet, botol, dan kain perca. Sedangakan sampah organik adalah sampah yang terdiri dari bahan-bahan yang bisa terurai secara alami, contohnya adalah sisa makanan, sisa sayuran, rempah-rempah, kulit buah-buahan, sisa ikan dan daging, serta sampah kebun.
Seiring dengan pertumbuhan penduduk, volume sampah juga tidak pernah menyusut. Sebagian besar masyarakat masih memandang sampah sebagai barang sisa yang tidak berguna. Selama ini, kebanyakan masyarakat dalam mengelola sampah masih bertumpu pada pendekatan akhir, yaitu sampah dikumpulkan, diangkut, dan dibuang ke tempat pembuangan akhir sampah (TPA). Padahal sampah yang menggunung di TPA berpotensi melepaskan gas metan (CH4) dan karbondioksida (CO2) yang dapat menyebabkan berbagai permasalahan lingkungan dan dapat mengganggu kesehatan manusia.

Pada zaman sekarang ini, negara-negara di dunia termasuk Indonesia sedang mengalami krisis energi (bahan bakar). Berbagai macam cara dilakukan oleh semua negara untuk menjamin pasokan energi bagi negaranya masing-masing, antara lain dengan cara membuat bahan bakar alternatif. Dalam hal ini bahan baku untuk membuat energi alternatif itu berasal dari sampah organik, yang kemudian dijadikan bioetanol sebagai bahan bakar alternatif pengganti BBM.

Kandungan energi yang terkandung dalam sampah bisa diambil langsung dengan cara menjadikannya bahan bakar, atau secara tidak langsung dengan cara mengolahnya menjadi bahan bakar tipe lain. Daur ulang sampah organik melalui cara perlakuan panas bervariasi mulai dari menggunakannya sebagai bahan bakar memasak atau memanaskan, menggunakannya untuk memanaskan boiler untuk menghasilkan uap dan listrik dari turbin-generator, hingga dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif pengganti BBM. Pada proses daur ulang sampah organik yang menerapkan proses 3R (Reduce, Reuse, Recycle) tidak hanya menghasilkan produk berharga, namun juga menyelesaikan masalah sampah dan memberikan peluang pendapatan bagi mereka yang mau mengelolanya.

Pengenalan energi altenatif bioetanol merupakan upaya untuk mengurangi penggunaan bahan bakar minyak (BBM) di Indonesia. Kebutuhan BBM di Indonesia saat ini mencapai 215 juta liter per hari. Sedangkan yang diproduksi di dalam negeri hanya 178 juta liter per hari. Karena itu, kekurangannya sekitar 40 juta liter per hari harus diimpor.

Bioetanol merupakan salah satu bahan bakar alternatif yang biaya produksinya sama atau bahkan cenderung lebih murah dibandingkan dengan bensin tanpa subsidi. Pada produksi bioetanol berkapasitas 60 kiloliter per hari, biaya pokok produksinya Rp 2400. Sementara itu, dengan harga minyak mentah mendekati 60 dollar AS per barrel, biaya pokok produksi BBM meningkat mendekati Rp 4000 per liter. Rendahnya biaya produksi bioetanol karena sumber bahan bakunya merupakan limbah pertanian yang tidak bernilai ekonomis dan berasal dari hasil pertanian budidaya yang dapat diambil dengan mudah. Dilihat dari proses produksinya juga relatif sederhana dan murah.

Etanol (etil alkohol) merupakan senyawa hidrokarbon dengan gugus hydroxyl     (-OH) dengan 2 atom karbon (C) dengan rumus kimia C2H5OH. Bioetanol (C2H5OH) adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut Fuel Grade Ethanol (FGE).
 
Pembuatan bioetanol membutuhkan limbah pasar segar seperti sayuran dan buah segar yang dibuang dan dikumpulkan menjadi satu. Sampah kemudian dihancurkan dengan mesin giling sehingga dihasilkan cairan sampah organik yang kemudian difermentasikan selama 7 hari. Setelah proses fermentasi selesai, dilakukan destilasi untuk memisahkan etanol. Destilasi merupakan pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Titik didih etanol murni adalah 780C, sedangkan air adalah 1000C. Dengan memanaskan larutan hasil fermentasi tersebut pada suhu rentang 78-1000C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95% volume. Pemanasan dan penyulingan model baru menggunakan pipa spiral pada suhu 80-900C akan menghasilkan bioetanol dengan kadar 70-80%. Bioetanol ini dapat langsung digunakan sebagai pengganti minyak tanah berkalori tinggi sepanas gas elpiji, dan lain-lain. 

Keuntungan lain dari bioetanol adalah nilai oktannya lebih tinggi dari bensin sehingga dapat menggantikan fungsi bahan aditif, seperti metil tersier butil eter dan tetra etil lead. Kedua bahan aditif tersebut telah dipilih menggantikan timbal pada bensin. Angka oktan merupakan acuan untuk mengukur kualitas dari bensin yang digunakan sebagai bahan bakar motor. Makin tinggi angka oktan, maka makin rendah kecenderungan bensin untuk terjadi knocking. Bila angka oktan tidak memadai, maka ketukan yang terjadi dapat merusak mesin atau mengurangi kinerja dan efisiensi mesin.

Salah satu cara untuk meningkatkan nilai oktan agar dapat meningkatkan efisiensi mesin adalah dengan penambahan naphtalene pada bensin. Naphtalene merupakan suatu larutan kimia yang memberikan pengaruh positif untuk meningkatkan angka oktan dari bensin. Naphtalene adalah rangkaian hidrokarbon jenis aromatik, bahkan dapat disebut poliaromatik dengan struktur kimia berbentuk cincin benzena yang bersekutu dalam satu ikatan atau dua orto lingkaran benzena dimana pada proses penggabungan tersebut kehilangan 2 atom C dan 4 atom H sehingga rumus kimianya menjadi C10H8. Secara fisik, naphtalene merupakan zat yang berbentuk keping kristal, mudah menguap dan menyublim serta tak berwarna, umumnya berasal dari minyak bumi atau batu bara. Karena bentuk struktur kimia naphtalene serta sifat kearomatisan tersebut maka naphtalene seperti halnya benzena, mempunyai sifat antiknock yang baik. Oleh karena itu, penambahan naphtalene pada bensin akan meningkatkan mutu antiknock dari bensin tersebut sehingga dapat menjaga efisiensi dan ketahanan mesin.

Oleh sebab itu, diharapkan masyarakat dapat mengolah sampah dengan baik agar dapat dijadikan bioetanol. Bioetanol ini dapat dijadikan bahan bakar alternatif pengganti BBM sehingga masyarakat tidak harus selalu bergantung pada BBM yang semakin lama semakin langka keberadaannya.  

Sumber : disini 

Membuat B-Etanol Gel

Bioetanol saat ini banyak untuk konsumsi bahan bakar mesin. Adakah yang berpikir untuk membuat bioetanol ini menjadi bahan bakar rumah tangga ?
Pertanyaan ini dijawab oleh Ir Himawan, produsen bioetanol di Cilegon, Provinsi Banten.
Oleh Ir. Himawan, bioetanol cair dirubah menjadi gel agar mudah dibawa kemana-mana, praktis dan tidak berbahaya. Pembuatan ini untuk mengisi mahalnya minyak tanah.
Mahalkah produk ini. Ternyata tidak, bahkan lebih murah dibanding minyak tanah yang sudah menginjak harga Rp. 7000/liter. Sedangkan produksi pembuatan Gel Bioetanol sekitar Rp.4000,-.

Menurut Dr Arief Yudiarto, peneliti Balai Besar Teknologi Pati, di Lampung, sah-sah saja bioetanol dibuat menjadi jeli. 'Bentuk jeli mudah dibawa saat bepergian seperti camping atau untuk tentara yang bertugas di hutan. Itu karena tidak mudah tumpah,' ujar Arief. Menurut alumnus Tokyo University of Agriculture and Technology itu, bioetanol jeli tak mudah terbakar dan awet.

Menurut alumnus Teknik Kimia Universitas Diponegoro penggunaan jeli bioetanol lebih hemat. Hasil risetnya membuktikan daya bakar 200 gram bioetanol jeli setara 1 liter minyak tanah. Pantas bila Gina mengambil 2 sendok bioetanol jeli cukup untuk memasak selama 5 menit. Sudah hemat, nyala api biru, bioetanol jeli juga tidak menimbulkan asap dan jelaga.


Proses pembuatan Bioetanol cair menjadi  gel, Ir. Himawan hanya menerangkan sebagai berikut:

bioetanol jeli dari bioetanol apkir, yakni yang berbau, warna kekuningan, dan kadar di bawah 96%. Yang terpenting titik bakarnya tidak kurang dari 40%. Untuk membuat bioetanol jeli perlu gelling agent-pengental-berupa tepung seperti kalsium asetat agar bercampur homogen. Pengental lain yang dapat digunakan antara lain xanthan gum, carbopol EZ-3 polymer, dan berbagai material turunan selulosa. 

 Dosis kalsium asetat untuk bahan campuran cukup 1-5%. Kalsium asetat berbentuk tepung itu lalu diencerkan dengan air sebanyak 20% dari jumlah bioetanol. Selanjutnya dicampur etanol berkadar 70-85%. Rasio antara pengental dan bioetanol perbandingannya 1:7. Setelah itu ditambahkan 5% natrium hidroksida sebagai penyeimbang pH agar tingkat keasaman 5-6. Saat menambahkan natrium hidroksida kecepatan aduk ditingkatkan 2 kali lipat. 'Untuk membuat 200 g gel kecepatan aduk berkisar 2.500 rpm. Semakin besar jumlahnya, kecepatan ditambah agar hasil homogen,' kata Himawan. Dalam beberapa menit bioetanol sudah menjadi gel.

Tetapi bagi pemakai bioetanol gel harus membeli kompor baru. 'Prinsipnya, kompor bioetanol jeli itu mirip kompor konvensional. Bedanya ruang untuk sumbu diganti dengan tempat menaruh gel. Sayang, saat ini kompor ujicoba masih untuk wajan berdiameter 30 cm. Saat api padam, wajan harus diangkat untuk ditambahkan jeli. 'Saat menambahkan api harus benar-benar mati,' kata Himawan. Oleh karena itu agar jangkauannya luas, tak hanya untuk kebutuhan rumahtangga, kompor dirancang untuk industri kecil seperti pembuatan keripik. 'Paling-paling harga jual berkisar Rp15.000/kompor, tergantung ukuran,' kata Himawan.

Sumber : disini

Co-production of Bioethanol

Seperti yang telah kita ketahui bersama, Indonesia kaya akan biomassa, apapun itu bentuknya. Oleh karena itu, pemanfaatan biomassa sebagai sumber energi sangat potensial untuk dikembangkan. Berikut ini adalah paparan ringkas tentang produksi bioetanol dari bahan baku biomassa (bahan berselulosa) yang dikaitkan dengan produksi biofuel yang lain serta sedikit pembahasan tentang bio/catalytic refineries dan integrasinya dengan conventional refineries.

 

 

Hydrogen Production

Konversi biomassa menjadi hidrogen secara biologi dapat dilakukan dengan proses photofermentation maupun darkfermentation. Perolehan hidrogen dengan dark fermentation hanya mencapai 10-20% dari jumlah kandungan hidrogen dalam bahan organik teoretik. Perolehan hidrogen bervariasi dari 0,52 mol/mol heksosa yang diperoleh jika menggunakan subtrat molase dalam batch culture Enterobacter aerogenes, hingga 2,3 mol/mol heksosa jika menggunakan glukosa sebagai substrat dalam continuous culture Clostridium butyricum. Selain perolehan yang rendah, permasalahan lain yang ada dalam produksi hidrogen secara fermentasi adalah konsumsi hidrogen oleh organisme lain seperti metanogenik sehingga substrat awal harus di sterilisasi terlebih dahulu dan menggunakan inokulum yang dalam keadaan murni. Proses produksi hidrogen yang berdiri sendiri dengan cara ini masih tidak laik untuk diaplikasikan saat ini.

Methane Production

Dalam ekosistem anaerobik degradasi biomassa (yang tak tersterilisasi) secara normal dapat mengikuti jalur yang diilustrasikan pada Fig 1. Jika tidak ada akseptor elektron anorganik seperti sulfat atau nitrat, metana menjadi produk akhir proses karena semua senyawa intermediet dari bakteri fermentasi dapat di degradasi menjadi metana, karbondioksida, dan air. Hampir 90% energi dalam biomassa terkonversi menjadi produk akhir dan hanya 10% digunakan untuk bakteri fermentasi. Dalam tahap akhir proses pembentukan metana, karbon (dalam biomassa) hampir sepenuhnya diubah menjadi keadaan paling teroksidasi (CO₂) dan paling tereduksi (CH₄). Hanya 4% energi digunakan unuk mikroorganisme dan 86% energi terkandung dalam metana.
Dalam proses fermentasi metanogenik secara umum diperoleh perolehan metana mendekati perolehan maksimum teoretik 3 mol CH₄/mol glukosa.

Production Biofuels Using the Maxifuel Concept

Proses produksi hidrogen, metana, dan bioetanol dapat dilangsungkan secara terintegrasi, seperti dalam Maxifuel concept (ilustrasi Fig 2). Konsep ini didesain untuk produksi Etanol dari bahan lignoselulosa, untuk menghasilkan jumlah biofuel yang maksimum per unit raw material dan memanfaatkan residu untuk konversi lebih lanjut menjadi energi. Produk utama bioetanol digunakan untuk bahan bakar transportasi dan penekanan proses ini untuk optimasi produksi etanol. Produksi biofuel yang lain seperti metana, hidrogen, dan produk bernilai lain seperti bahan bakar padat akan menambah nilai lebih pada proses. Proses ini juga ramah lingkungan karena dilakukan recycle dan reuse aliran keluaran. Pengembangan produksi etanol berbasis bahan lignoselulosa dapat diintegrasikan lebih lanjut dalam produksi bioetanol konvensional dari bahan jagung, dimana residu jagung dan fiber dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan produktivitas 20% seperti tertera pada ilustrasi Fig 3.
Lebih dari 19% bahan baku terpisahkan sebagai padatan, yang dapat dimanfaatkan untuk proses pembakaran. Jika diinginkan, fraksi ini dapat ditingkatkan, sebaliknya jika tidak diinginkan dapat diresirkulasi pada proses pretreatment bersama dengan bahan baku. Neraca massa dari proses Maxifuel dapat dilihat pada ilustrasi Fig 4. Pilot plant proses ini telah di buat di Technical University of Denmark, DTU (ilustrasi Fig 5) dan konsep ini akan didemonstrasikan pada tahun 2008.
Proses Maxifuel yang telah dipatenkan terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut:

1. Pretreatment
   Proses pretreatment dari bahan lignoselulosa lebih intensif dibandingkan dengan bahan gula dan bahan berpati. Metode pretreatment bahan lignoselulosa sekarang ini mengonsumsi 30-40% biaya total untuk produksi bioetanol.
2. Hydrolysis
   Hidrolisa keluaran tahap pretreatment direaksikan dengan enzim untuk memecah selulosa dan hemiselulosa menjadi heksosa dan pentosa sehingga dapat di fermentasi mejadi etanol. Harga enzim sangat mahal, sehingga penelitian untuk mendapatkan enzim dengan aktivitas tinggi dan harga murah adalah kunci untuk mengatasi hambatan ini. Adapun cara lain untuk mereduksi biaya adalah dengan melakukan recycle loops untuk mengumpan balik enzim dalam tangki hidrolisis enzimatik.
3. Fermentation of C6 sugars
   Tahap hidrolisis dapat dioptimalkan dengan melakukan kombinasi hidrolisis enzymatik bersamaan dengan proses fermentasi oleh ragi (simultaneous saccharification and fermentation, SSF). Temperatur optimum enzim yang lebih tinggi dari pada temperatur optimum ragi dapat mengurangi keuntungan menggunakan proses SSF dibandingkan dengan proses terpisah. Ragi roti Saccharomyces cerevisiae digunakan untuk menghasilkan etanol, dan telah banyak digunakan dalam produksi skala industrial. Produktivitas etanol yang besar serta toleran terhadap etanol dan inhibitor lain dalam hidrolisa biomassa adalah alasan penting digunakannya organisme ini, meskipun proses fermentasi xylose organisme ini kurang.
4. Separation
   Setelah fermentasi glukosa oleh ragi dalam konsep Maxifuel, lignin dipisahkan dengan menggunakan filter, yang sangat mungkin didapatkan lignin dengan berat kering yang tinggi untuk menghindari pembuangan xylose dan etanol yang berada dalam fasa likuid.
5. Fermentation of C5 sugars
   Gula residu dalam hidrolisat setelah proses fermentasi oleh ragi di fermentasikan lagi menggunakan mikroorganisme termofilik, Thermobacter BG1. Modifikasi genetik pada mikroorganisme ini dapat menghasilkan 38,7 g/L atau 5,4% v/v etanol dalam sistem kontinu dari hidrolisa bahan nondetoxified lignoselulosa. Temperatur pertumbuhan pada 75^oC memberi kemudahan untuk proses distilasi etanol dari reaktor. Operasi pada kondisi termofilik dapat menurunkan pengaruh kontaminasi, yang merupakan hambatan utama proses fermentasi pada kondisi mesofilik. Selama proses fermentasi gula residu ini, 0,5 sampai 1,1 mol hidrogen/mol substrat dihasilkan sebagai produk samping. Untuk optimasi kelayakan, proses fermentasi termofilik bioetanol dilakukan dalam sistem reaktor terimobilisasi. Imobilisasi organisme ini dalam up flow reactor meningkatkan toleransi etanol, meningkatkan konversi substrat, dan menurunkan sensitivitas ketidakseimbangan proses fermentasi
6. Anaerobic digestion of process water and recirculation
   Efluen dari produksi bioetanol masih mengandung bahan organik yang besar, kecuali karbohidrat. Anaerobik digestion telah lama digunakan untuk mengolah limbah yang mengandung zat organik dalam konsentrasi yang tinggi. Keuntungan proses ini antara lain menstabilkan aliran limbah, efisiensi reduksi kandungan zat organik tinggi, dan produksi metana sebagai bahan baku energi. Pendapatan dari produksi metana dapat mengurangi biaya produksi bioetanol hingga mencapai 34%. Efluen dari tahap fermentasi mengandung lignin berberat molekul rendah yang dihasilkan selama proses fisik-kimia pada tahap pretreatment, yang berupa senyawa aromatik. Senyawa aromatik ini secara umum sukar di degradasi pada proses anaerob, dan jika digunakan kembali akan menginhibisi proses fermentasi. Oleh karena itu, pencapaian dalam proses purifikasi anaerobik yang dapat mendegradasi senyawa ini sangat penting dilakukan.

Bio/Catalytic Refineries

Perkembangan lanjut biorefineries dapat dilakukan dengan teknik hibrida menggabungkan proses konversi biologi dengan proses hilir katalitik. Proses dalam autothermal reformer dengan efisiensi tinggi dapat mengubah 1 mol etanol menjadi 5 mol hidrogen. Jika digabungkan dengan proses biologi dimana 2 mol etanol dihasilkan dari setiap molekul gula (glukosa) perolehan hidrogen dalam dua tahap menjadi 83 % dari nilai maksimum teoretik, lebih besar jika dibandingkan dengan proses fermentasi yang hanya mencapai 10-20%. Selain itu, dihasilkan juga hidrogen dari proses fermentasi termofilik yang akan menambah perolehan hidrogen pada keseluruhan proses mendekati nilai maksimal teoretik yaitu 12 mol hidrogen/mol monosakarida.
Hidrogen dipandang sebagai salah satu energi masa depan. Pengenalan proses hilir konversi katalitik biofuel memungkinkan digunakannya bahan bakar yang tidak memerlukan perlakuan yang lebih kompleks (etanol untuk menghasilkan hidrogen) untuk alat transportasi dengan menggabungkan teknologi fuel cell.

Integrated Conventional and Bio/Catalytic Refineries

Adanya perhatian dan perkembangan yang pesat pemanfaatan biomassa sebagai bahan baku energi, tidak menutup kemungkinan bahan bakar minyak akan terganti semua dalam kurun waktu 50 tahun. Integrasi antara conventional refineries dengan bio/catalytic refineries akan menimbulkan kesinergian dalam proses, ketersediaan bahan kimia, dan logistik. Beberapa aliran proses, limbah, dan panas dari conventional refinery dapat dimanfaatkan dalam biorefinery (ilustrasi Fig 6). Air pendingin dan beberapa aliran efluen dapat digunakan sebagai air proses dalam biorefinery. Conventional refinery memiliki sejumlah besar energi dengan temperatur rendah yang dapat ditukar dan dimanfaatkan untuk energi proses dalam biorefinery. Produk biorefinery dapat digunakan sebagai bahan baku untuk bermacam-macam proses dalam conventional refinery. Sebagai contoh, etanol digunakan sebagai bahan campuran produk gasolin.
Hidrogen yang dihasilkan dari proses biologi dapat dimanfaatkan untuk proses hidrogenasi dalam conventional refiery. Methane dari proses biorefinery dapat digunakan untuk bahan bakar, dan dapat juga digunakan sebagai bahan baku proses reformasi katalitik untuk menghasilkan hidrogen. Dapat juga digunakan untuk menghasilkan gas sintesis (CO/H₂), yang dapat dimanfaatkan dalam proses gas to liquids atau produksi metanol. Adanya tahap proses katalitik antara kedua refinery ini dapat meningkatkan keuntungan dua kali lipat , karena hidrokarbon keluaran proses katalitik dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku proses refining lebih lanjut pada coventional refinery.
sumber klik sini

Bioethanol

Bioethanol merupakan salah satu bentuk alkohol. Di Surakarta, ethanol 30% umumnya digunakan untuk beverage (dalam Islam, minuman jenis ini termasuk haram). Pada kadar 70% dapat ditemui di apotik dan di rumah sakit. Bioethanol dengan kadar 95% memang dapat diproduksi dengan cara distilasi.
Di daerah Bekonang-Sukoharjo, terdapat satu sentra produksi ethanol. Teknologi yang digunakan juga sederhana. Bahan baku berasal dari tetes tebu, kemudian difermentasi. Hasil fermentasi kemudian di distilasi beberapa tingkat sehingga dapat diperoleh ethanol dengan kadar yang berbeda-beda.
Untuk penggunaan di kendaraan bermotor, baik dalam bentuk FGE (Fuel grade ethanol) atau gasohol, dimana ethanol dicampur dengan bensin. Ethanol yang digunakan untuk kendaraan bermotor adalah ethanol yang mempunyai kadar 99,5%. Untuk memperolehnya tidak dapat digunakan teknik distilasi, karena ethanol dan air akan membentuk campuran azeotrop pada kadar sekitar 95%. Campuran azeotrop adalah campuran yang tidak dapat dipisahkan dengan cara distilasi. Beberapa teknik sudah dikembangkan banyak peneliti untuk memperoleh ethanol 99,5% atau lebih.
Berapa sih kandungan energi dari ethanol. Berikut beberapa data yang berguna:

sumber klik sini

Bioetanol Anti Tumpah

Pukul 11.00 WIB menjelang makan siang. Tibalah saatnya bagi Gina untuk memasak. Alih-alih mengambil korek api untuk menyalakan kompor, ia malah meraih sendok dan sebuah wadah plastik. Diambilnya 2 sendok makan jeli berwarna krem dari wadah plastik. Jeli itu diletakkan di tabung seng dan disulut api. Seketika api menyala biru. Begitulah cara perempuan 26 tahun itu memasak. Dengan jeli ia tak perlu antre untuk memperoleh minyak tanah.

Jeli itu adalah bioetanol yang dipadatkan. Bagi ibu rumahtangga, bioetanol jeli amat praktis. Mereka tak perlu khawatir bahan bakar itu tumpah lantaran bentuknya padat. Selain itu, 'Bioetanol jeli tak membuat wajan atau panci menghitam. Nyala apinya juga biru,' katanya. Jeli bahan bakar itu mengandung bioetanol berkadar 70%. Ide jeli itu dibuat oleh Ir Himawan, produsen bioetanol di Cilegon, Provinsi Banten.

Menurut alumnus Teknik Kimia Universitas Diponegoro penggunaan jeli bioetanol lebih hemat. Hasil risetnya membuktikan daya bakar 200 gram bioetanol jeli setara 1 liter minyak tanah. Pantas bila Gina mengambil 2 sendok bioetanol jeli cukup untuk memasak selama 5 menit. Sudah hemat, nyala api biru, bioetanol jeli juga tidak menimbulkan asap dan jelaga.

 

Mudah dibawa
Menurut Dr Arief Yudiarto, peneliti Balai Besar Teknologi Pati, di Lampung, sah-sah saja bioetanol dibuat menjadi jeli. 'Bentuk jeli mudah dibawa saat bepergian seperti camping atau untuk tentara yang bertugas di hutan. Itu karena tidak mudah tumpah,' ujar Arief. Menurut alumnus Tokyo University of Agriculture and Technology itu, bioetanol jeli tak mudah terbakar dan awet.

Di luar negeri bioetanol jeli dimanfaatkan sebagai pengganti bahan bakar terutama kayu sejak 2007. Berdasarkan data World Health Organization (WHO), di negara berkembang, asap dari kayu bakar mengakibatkan penyakit paru-paru akut. Dampaknya sebayak 1,5 juta wanita dan anak-anak per tahun meninggal dunia. Karena itu di Johannesburg, Afrika Selatan, bioetanol jeli marak dikembangkan.

Himawan mengembangkan bioetanol jeli dari bioetanol apkir, yakni yang berbau, warna kekuningan, dan kadar di bawah 96%. Yang terpenting titik bakarnya tidak kurang dari 40%. Untuk membuat bioetanol jeli perlu gelling agent-pengental-berupa tepung seperti kalsium asetat agar bercampur homogen. Pengental lain yang dapat digunakan antara lain xanthan gum, carbopol EZ-3 polymer, dan berbagai material turunan selulosa.

Dosis kalsium asetat untuk bahan campuran cukup 1-5%. Kalsium asetat berbentuk tepung itu lalu diencerkan dengan air sebanyak 20% dari jumlah bioetanol. Selanjutnya dicampur etanol berkadar 70-85%. Rasio antara pengental dan bioetanol perbandingannya 1:7. Setelah itu ditambahkan 5% natrium hidroksida sebagai penyeimbang pH agar tingkat keasaman 5-6. Saat menambahkan natrium hidroksida kecepatan aduk ditingkatkan 2 kali lipat. 'Untuk membuat 200 g gel kecepatan aduk berkisar 2.500 rpm. Semakin besar jumlahnya, kecepatan ditambah agar hasil homogen,' kata Himawan. Dalam beberapa menit bioetanol sudah menjadi gel.

 

Menurut Sugeng Harjono, direktur pemasaran PT Bio Green Inotech, biaya produksi bioetanol jeli itu Rp3.250-Rp3.500 per liter. Itu lantaran harga bioetanol hanya Rp3.000/l. Bila ditambah biaya kemasan, bioetanol gel dapat dijual Rp4.000/l. Biaya pembuatan bioetanol jeli itu lebih murah ketimbang harga bahan bakar minyak. Apalagi sejak Mei 2008 harga minyak melonjak Rp7.000/l lantaran subsidi dicabut.

Namun, pemakai bioetanol jeli harus membeli kompor baru. 'Prinsipnya, kompor bioetanol jeli itu mirip kompor konvensional. Bedanya ruang untuk sumbu diganti dengan tempat menaruh gel. Sayang, saat ini kompor ujicoba masih untuk wajan berdiameter 30 cm. Saat api padam, wajan harus diangkat untuk ditambahkan jeli. 'Saat menambahkan api harus benar-benar mati,' kata Himawan. Oleh karena itu agar jangkauannya luas, tak hanya untuk kebutuhan rumahtangga, kompor dirancang untuk industri kecil seperti pembuatan keripik. 'Paling-paling harga jual berkisar Rp15.000/kompor, tergantung ukuran,' kata Himawan. (Lastioro Anmi Tambunan)

Sumber: di copy sesuai aslinya dari majalah trubus