3/2/2012

1

BIOETANOL BIOETANOL

Salah satu alternatif pengganti bahan bakar fosil Salah satu alternatif pengganti bahan bakar fosil adalah dengan bioenergi seperti bioetanol. Bioetanol adalah dengan bioenergi seperti bioetanol. Bioetanol bahan bakar nabati yang tak pernah habis selama bahan bakar nabati yang tak pernah habis selama mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, mentari masih memancarkan sinarnya, air tersedia, oksigen berlimpah, dan kita mau melakukan budidaya oksigen berlimpah, dan kita mau melakukan budidaya pertanian.pertanian.

Saat ini sumber energi utama manusia diperoleh dari Saat ini sumber energi utama manusia diperoleh dari

bahan bakar fosil (sumber daya tak terbaharukan).bahan bakar fosil (sumber daya tak terbaharukan).

Untuk itu, mulai dikembangkan alternatif sumber energi Untuk itu, mulai dikembangkan alternatif sumber energi

baru yang terbaharukan, ramah lingkungan, dan relatif baru yang terbaharukan, ramah lingkungan, dan relatif

mudah untuk dibuat.mudah untuk dibuat.

3/2/2012

2

Sejak tahun 1980-an, pengembangan risetbioetanol oleh beberapa peneliti

Kalah bersaing dengan BBM bersubsidi

net-importer country BBM Bioetanol menjadi primadona

Pensubstitusi fossil fuel

What is What is BioethanolBioethanol??

Bioetanol sering ditulis dengan rumus EtOH. Rumus Bioetanol sering ditulis dengan rumus EtOH. Rumus molekul etanol adalah C2H5OH atau rumus empiris molekul etanol adalah C2H5OH atau rumus empiris C2H6O atau rumus bangunnya CH3C2H6O atau rumus bangunnya CH3--CH2CH2--OH. Bioetanol OH. Bioetanol merupakan bagian dari kelompok metil (CH3merupakan bagian dari kelompok metil (CH3--) yang ) yang terangkai pada kelompok metilen (terangkai pada kelompok metilen (--CH2CH2--) dan terangkai ) dan terangkai dengan kelompok hidroksil (dengan kelompok hidroksil (--OH). OH).

Rumus Bangun Bioetanol

Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari biomass biomass atau atau

bahan baku alami melalui proses fermentasi.bahan baku alami melalui proses fermentasi.

3/2/2012

3

Grade bahan bakar dengan kadar alkohol diatas 99,5% Grade bahan bakar dengan kadar alkohol diatas 99,5%

BerdasarkanBerdasarkan kadarkadar alkoholnyaalkoholnya, , etanoletanol terbagiterbagimenjadimenjadi tigatiga grade grade sebagaisebagai berikutberikut::

Grade Grade industriindustri dengandengan kadarkadar alkoholalkohol 9090--94%94%

•• NetralNetral dengandengan kadarkadar alkoholalkohol 9696--99,5%, 99,5%, umumnyaumumnyadigunakandigunakan untukuntuk minumanminuman keraskeras atauatau bahanbahan bakubaku obatobatdalamdalam industriindustri farmasifarmasi

3/2/2012

4

The most common blend is 10% ethanol and 90% The most common blend is 10% ethanol and 90% petrol (E10). Vehicle engines require no petrol (E10). Vehicle engines require no modifications to run on E10 and vehicle warranties modifications to run on E10 and vehicle warranties are unaffected also. are unaffected also.

Ethanol or ethyl alcohol (C2H5OH) is a clear Ethanol or ethyl alcohol (C2H5OH) is a clear colourless liquid, it is biodegradable, low in toxicity colourless liquid, it is biodegradable, low in toxicity and causes little environmental pollution if spilt.and causes little environmental pollution if spilt.

By blending ethanol with gasoline we can also By blending ethanol with gasoline we can also oxygenate the fuel mixture so it burns more oxygenate the fuel mixture so it burns more completely and reduces polluting emissions. completely and reduces polluting emissions. Ethanol fuel blends are widely sold in the US.Ethanol fuel blends are widely sold in the US.

Jenis bahan bakar Petrolium(gasoline)/bensin

Etanol

Source Unreversible Reversible (dapat diperbaharui) dan proses produksinyarelatif lebih sederhana

Nilai oktan Rendah sehinggadiperlukan "additive" timbal yang berbahayaNilai oktan bensin = 85-96

Tinggi, tidak perlu "additive" bahkan bisa juga dipakaisebagai bahan "additive" pengganti timbal pada gasoline,pengganti MTBE (methyl tertiary-butyl ether) pada bensinNilai oktan = 96-113

Emisi buang Berbahaya dan non "biodegradable"

- Tidak berbahaya, karena semuanya “biodegradable”, mudah terurai dan aman karena tidak mencemari air, bersifat ramah lingkungan karena gas buangnya rendahterhadap senyawa-senyawa yang berpotensi sebagaipolutan seperti karbon monoksida, nitrogen oksida, dan gas-gas rumah kaca

- Penggabungan ethanol kadar tinggi dapat mengurangiemisi nitrogen oksida sampai 20 % serta mampumenurunkan emisi “Volatile Organic Compounds (VOCs)” yaitu senyawa organik yang dapat menguappada suhu rendah sampai 30 % atau lebih (VOCs merupakan bahan pemicu formasi lapisan ozone)

- Ethanol yang mengandung oksigen mengurangi tingkatgas CO lebih dari bahan bakar beroksigen yang lain sampai 25-30% (laporan USA-EPA, badan pengawasanlingkungan hidup Amerika Serikat)

What are the benefits of Bioethanol?

BioethanolBioethanol has a number of advantages over conventional fuels. has a number of advantages over conventional fuels.

3/2/2012

5

Manfaat Penggunaan Bioetanol Manfaat Penggunaan Bioetanol secara Umumsecara Umum

Mengurangi kebutuhan BBM, khususnya Mengurangi kebutuhan BBM, khususnya Premium.Premium.

Mengurangi efek rumah kaca.Mengurangi efek rumah kaca.

Bebas zat berbahaya seperti CBebas zat berbahaya seperti COO, N, NOOx dan UHCx dan UHC

Diversifikasi EnergiDiversifikasi Energi

Menciptakan Teknologi berwawasan Menciptakan Teknologi berwawasan Lingkungan.Lingkungan.

Diversifikasi Industri, yang berujung pada Diversifikasi Industri, yang berujung pada penciptaan lapangan kerja.penciptaan lapangan kerja.

KegunaanKegunaan ((dalamdalam duniadunia industriindustri) :) :

bahanbahan bakubaku industriindustri turunanturunan alkoholalkohol, ,

campurancampuran untukuntuk minumanminuman keraskeras ((sepertiseperti sake sake

atauatau gin), gin), sertaserta

bahanbahan bakubaku farmasifarmasi dandan kosmetikakosmetika

3/2/2012

6

Potensi Pemanfaatan BioPotensi Pemanfaatan Bio--Ethanol di IndonesiaEthanol di Indonesia

Ethanol/bioEthanol/bio--ethanol apabila dicampur dengan ethanol apabila dicampur dengan premium dapat meningkatkan nilai oktan, premium dapat meningkatkan nilai oktan, dimana nilai oktan dimana nilai oktan untukuntuk ethanol/bioethanol/bio--ethanol ethanol 98% 98% adalahadalah sebesarsebesar 115, 115, selainselain ituitu mengingatmengingatethanol/bioethanol/bio--ethanol mengandung 30% oksigen, ethanol mengandung 30% oksigen, sehingga campuran ethanol/biosehingga campuran ethanol/bio--ethanol dengan ethanol dengan gasoline dapat masuk katagorigasoline dapat masuk katagori high octane high octane gasoline (HOG), dimana campuran sebanyak gasoline (HOG), dimana campuran sebanyak 15% bioethanol setara dengan pertamax (RON 15% bioethanol setara dengan pertamax (RON 92) dan campuran sebanyak 24% bioethanol 92) dan campuran sebanyak 24% bioethanol setara dengan pertamax plus (RON 95).setara dengan pertamax plus (RON 95).

1.T1.Tahap ahap persiapanpersiapan

BahanBahan padatanpadatan dikenaidikenai perlakuanperlakuan pengecilanpengecilanukuranukuran dandan tahaptahap pemasakanpemasakan. . ProsesProses pengecilanpengecilanukuranukuran dptdpt dilakukandilakukan dengandengan menggilingmenggiling bahanbahan((singkongsingkong, , sagusagu, , dandan jagungjagung) ) sebelumsebelum memasukimemasukitahaptahap pemasakanpemasakan..

PadatanPadatan harusharus dikonversidikonversi terlebihterlebih dahuludahulu menjadimenjadilarutanlarutan gulagula sebelumsebelum akhirnyaakhirnya difermentasidifermentasi untukuntukmenghasilkanmenghasilkan etanoletanol..

LarutanLarutan gulagula dapatdapat langsunglangsung difermentasidifermentasi..

BioethanolBioethanol ProductionProduction

3/2/2012

7

22..TahapTahap pemasakanpemasakan bahanbahan meliputimeliputi prosesprosesliquifikasiliquifikasi dandan sakarifikasisakarifikasi.. PadaPada tahaptahap iniini,,tepungtepung dikonversidikonversi menjadimenjadi gulagula melaluimelaluiprosesproses pemecahanpemecahan menjadimenjadi gulagulakomplekskompleks..

aa.. TahapTahap liquifikasiliquifikasi

DilakukanDilakukan penambahanpenambahan airair dandan enzimenzimalphaalpha amilaseamilase,, suhusuhu 8080--9090ooCC..

AkhirAkhir prosesproses ditandaiditandai dengandenganparameterparameter cairancairan menjadimenjadi supsup..

b. b. TahapTahap sakarifikasisakarifikasi

TerjadiTerjadi pemecahanpemecahan gulagula komplekskompleksmenjadimenjadi gulagula sederhanasederhana..

DilakukanDilakukan dengandengan suhusuhu 5050--6060ooC C dandanditambahkanditambahkan enzimenzim glukoamilaseglukoamilase..

3.Tahap 3.Tahap fermentasifermentasi

TerjadiTerjadi prosesproses pemecahanpemecahan gulagula--gulagulasederhanasederhana menjadimenjadi etanoletanol dengandenganmelibatkanmelibatkan enzimenzim dandan ragiragi..

DilakukanDilakukan padapada suhusuhu 2727--3232ooC.C.

3/2/2012

8

HasilHasil tahaptahap fermentasifermentasi::

gas COgas CO22 bahanbahan bakubaku gas gas dalamdalampembuatanpembuatan minumanminuman berkarbonatberkarbonat

sludge pupuk

4.Tahap pemurnian (distilasi)

Dilakukan di atas titik didih etanol murni78-100ooC.C.

Etanol hasil distilasi kemudiandikeringkan melalui metode purifikasimoleculer sieve untuk meningkatkankemurnian etanol hingga memenuhispesifikasi bahan bakar

moleculer sieve suatu bahan yang memiliki pori-pori kecil dan digunakansebagai absorben cairan dan gas.

Etanol hasil pengeringan memilikikemurnian hingga 99,5%.

3/2/2012

9

Gula Pati BahanLignoselulosa

Penanakan Pengolahan awal

Sakarifikasi(hidrolisis)

ringan

Sakarifikasi(hidrolisis)

berat

Fermentasialkoholik dan

pemisahanEtanol

Stillage

Diagram Diagram aliralir tahaptahap--tahaptahap pemprosesanpemprosesan etanoletanol

ReaksiReaksi yangyang terjaditerjadi padapada prosesproses produksiproduksibioetanolbioetanol secarasecara sederhanasederhana ditunjukkanditunjukkanpadapada reaksireaksi 11 dandan 22..

H2O (C6H10O5)n ------------------------- N C6H12O6 (1) enzyme pati glukosa

(C6H12O6)n ------------------------ 2 C2H5OH + 2 CO2 (2) glukosa/gula yeast (ragi) etanol karbondioksida (gas)

3/2/2012

10

Produksi ethanol/bioProduksi ethanol/bio--ethanol (alkohol) dengan bahan ethanol (alkohol) dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohydrat dan tetes yang mengandung pati atau karbohydrat dan tetes menjadi biomenjadi bio--ethanol ditunjukkan pada Tabel. ethanol ditunjukkan pada Tabel.

Bahan Baku

Kandungan GulaDalam BahanBaku

Jumlah HasilKonversi

PerbandinganBahan BakudanBioetanol

JenisKonsumsi (Kg)

(Kg)Bio-etanol(Liter)

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

AlatAlat PengolahanPengolahan BioetanolBioetanol PeralatanPeralatan utamautama : : tangkitangki fermentasifermentasi dandan

destilasidestilasi

PeralatanPeralatan lain : lain : tangkitangki pemasakanpemasakan, , tangkitangkipemisahanpemisahan padatanpadatan dandan cairancairan ((untukuntukpemanfaatanpemanfaatan tanamantanaman penghasilpenghasil patipatisebagaisebagai bahanbahan bakubaku))

TangkiTangki penampungpenampung buburbubur, , tangkitangkipemisahanpemisahan antaraantara etanoletanol dandan sludgesludge, , tangkitangki penampungpenampung gas COgas CO22 , , tangkitangkipenyimpananpenyimpanan..

3/2/2012

11

BIOETANOL BIOETANOL daridarijagungjagung

Typical structure of corn biomassTypical structure of corn biomass

3/2/2012

12

Corn can be processed into ethanol by either the dry Corn can be processed into ethanol by either the dry milling or the wet milling process. milling or the wet milling process.

In the wet milling process, the corn kernel is steeped in In the wet milling process, the corn kernel is steeped in warm water, this helps to break down the proteins and warm water, this helps to break down the proteins and release the starch present in the corn and helps to soften release the starch present in the corn and helps to soften the kernel for the milling process. the kernel for the milling process.

The corn is then milled to produce germ, The corn is then milled to produce germ, fibrefibre and starch and starch products. products.

The germ is extracted to produce corn oil and the starch The germ is extracted to produce corn oil and the starch fraction undergoes centrifugation and fraction undergoes centrifugation and saccharifcationsaccharifcation to to produce gluten wet cake. The ethanol is then extracted produce gluten wet cake. The ethanol is then extracted by the distillation process. by the distillation process.

The wet milling process is normally used in factories The wet milling process is normally used in factories producing several hundred million gallons of ethanol producing several hundred million gallons of ethanol every Year. every Year.

Wet Milling ProcessesWet Milling Processes

Flowchart of wetFlowchart of wet--milling cornmilling corn--based based bioethanolbioethanolproductionproduction

3/2/2012

13

Yield of coYield of co--products in wet products in wet millingmilling

Dry Milling ProcessDry Milling Process

The dry milling process involves cleaning and The dry milling process involves cleaning and breaking down the corn kernel into fine particles breaking down the corn kernel into fine particles using a hammer mill process. This creates a using a hammer mill process. This creates a powder with a course flour type consistency. powder with a course flour type consistency.

The powder contains the corn germ, starch and The powder contains the corn germ, starch and fibrefibre. In order to produce a sugar solution the . In order to produce a sugar solution the mixture is then mixture is then hydrolysedhydrolysed or broken down into or broken down into sucrose sugars using enzymes or a dilute acid. sucrose sugars using enzymes or a dilute acid.

The mixture is then cooled and yeast is added in The mixture is then cooled and yeast is added in order to ferment the mixture into ethanol. order to ferment the mixture into ethanol.

The dry milling process is normally used in The dry milling process is normally used in factories producing less than 50 million gallons of factories producing less than 50 million gallons of ethanol every Year. ethanol every Year.

3/2/2012

14

Flowchart of dryFlowchart of dry--milling cornmilling corn--based based bioethanolbioethanol productionproduction