BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di Indonesia, bioetanol sangat potensial untuk diolah dan dikembangkan

karena bahan bakunya merupakan jenis tanaman yang banyak tumbuh di

negara ini dan sangat dikenal masyarakat. Pada awalnya pembuatan bioetanol

berbasis tetes tebu, namun semakin berkembang dengan memanfaatkan bahan

lain seperti singkong, sogum, nira aren, sampai nira siwalan.

Dan sekarang banyak masyarakat yang masih menggunakan bahan bakar

minyak yang berasal dari bahan baku fosil. Dimana hal ini akan merusak

keadaan alam di Indonesia, sebab bahan baku tersebut merupakan sumber

bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui.

Sedangkan ketersediaan sumber BBM semakin terbatas. Di samping itu,

tingkat pencemaran udara dari gas buang hasil pembakaran bahan bakar fosil

yang semakin memprihatinkan, yang patut memperoleh penanganan.

Oleh karena itu, dengan adanya bioteknologi ini diharapkan dapat

membantu mengurangi pemakaian BBM agar dapat menyelamatkan keadaan

alam.

1.2 Rumusan masalah

1. Apa yang dimaksud dengan bioetanol dan biodiesel?

2. Bagaimana proses pembuatan bioetanol dan biodiesel?

3. Apa saja alat yang digunakan dalam proses pembuatan bioetanol dan

biodiesel?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian bioetanol dan biodiesel.

2. Untuk mengetahui proses pembuatan bioetanol dan biodiesel.

3. Untuk mengetahui alat yang digunakan dalam proses pembuatan

bioetanol dan biodiesel.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Bioetanol

2.1.1 Pengertian Bioetanol

Bioetanol adalah sebuah bahan bakar alternatif yang diolah dari tumbuhan

(biomassa) dengan cara fermentasi. Fermentasi adalah suatu proses perubahan

kimia yang disebabkan oleh aktivitas mikroba ataupun oleh aktiviatas enzim

yang dihasilkan mikroba. Jalur metabolisme karbohidrat yang pernah diselidiki

adalah sistem fermentasi etanol oleh khamir. Jenis khamir yang digunakan adalah

Saccharomyces cerevisiae.

Secara umum ethanol/bio-ethanol dapat digunakan sebagai bahan baku

industri turunan alkohol, campuran untuk miras, bahan dasar industri farmasi,

campuran bahan bakar untuk kendaraan. Bioetanol terbuat dari ubi kayu, ubi jalar,

jagung, dan sagu.

2.1.2 Proses Pembuatan Bioetanol

Produksi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan bahan baku tanaman yang

mengandung pati atau karbohydrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat

menjadi gula (glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang

mengandung pati atau karbohydrat dan tetes menjadi bio-ethanol ditunjukkan

pada Tabel 1.

Tabel 1. Konversi Bahan Baku Tanaman Yang Mengandung Pati Atau

Karbohidrat Dan Tetes Menjadi Bio-Ethanol

Bahan Baku Kandungan

Gula

Dalam Bahan

Baku

Jumlah Hasil

Konversi

Perbandingan

Bahan Baku

dan

Bioetanol

Jenis Konsumsi

(Kg)

(Kg) Bioetanol

(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

Secara singkat teknologi proses produksi ethanol/bio-ethanol tersebut

dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu gelatinasi, sakharifikasi, dan fermentasi.

Proses Gelatinasi

Dalam proses gelatinasi, bahan baku ubi kayu, ubi jalar, atau jagung

dihancurkan dan dicampur air sehingga menjadi bubur, yang diperkirakan

mengandung pati 27-30 persen. Kemudian bubur pati tersebut dimasak atau

dipanaskan selama 2 jam sehingga berbentuk gel. Proses gelatinasi tersebut dapat

dilakukan dengan 2 cara, yaitu:

• Bubur pati dipanaskan sampai 130oC selama 30 menit, kemudian

didinginkan sampai mencapai temperature 95oC yang diperkirakan memerlukan

waktu sekitar ¼ jam. Temperatur 95oC tersebut dipertahankan selama sekitar 1 ¼

jam, sehingga total waktu yang dibutuhkan mencapai 2 jam.

• Bubur pati ditambah enzyme termamyl dipanaskan langsung sampai

mencapai temperatur 130oC selama 2 jam. Gelatinasi cara pertama, yaitu cara

pemanasan bertahap mempunyai keuntungan, yaitu pada suhu 95oC aktifitas

termamyl merupakan yang paling tinggi, sehingga mengakibatkan yeast atau ragi

cepat aktif. Pemanasan dengan suhu tinggi (130oC) pada cara pertama ini

dimaksudkan untuk memecah granula pati, sehingga lebih mudah terjadi kontak

dengan air enzyme. Perlakuan pada suhu tinggi tersebut juga dapat berfungsi

untuk sterilisasi bahan, sehingga bahan tersebut tidak mudah terkontaminasi.

Gelatinasi cara kedua, yaitu cara pemanasan langsung (gelatinasi dengan

enzyme termamyl) pada temperature 130oC menghasilkan hasil yang kurang baik,

karena mengurangi aktifitas yeast. Hal tersebut disebabkan gelatinasi dengan

enzyme pada suhu 130oC akan terbentuk tri-phenyl-furane yang mempunyai sifat

racun terhadap yeast. Gelatinasi pada suhu tinggi tersebut juga akan berpengaruh

terhadap penurunan aktifitas termamyl, karena aktifitas termamyl akan semakin

menurun setelah melewati suhu 95oC. Selain itu, tingginya temperature tersebut

juga akan mengakibatkan half life dari termamyl semakin pendek, sebagai contoh

pada temperature 93oC, half life dari termamyl adalah 1500 menit, sedangkan

pada temperature 107oC, half life termamyl tersebut adalah 40 menit.

Hasil gelatinasi dari ke dua cara tersebut didinginkan sampai mencapai

55oC, kemudian ditambah SAN untuk proses sakharifikasi dan selanjutnya

difermentasikan dengan menggunakan yeast (ragi) Saccharomyzes ceraviseze.

Fermentasi

Proses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi

ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan menggunakan yeast. Alkohol yang

diperoleh dari proses fermentasi ini, biasanya alkohol dengan kadar 8 sampai 10

persen volume. Sementara itu, bila fermentasi tersebut digunakan bahan baku

gula (molases), proses pembuatan ethanol dapat lebih cepat. Pembuatan ethanol

dari molases tersebut juga mempunyai keuntungan lain, yaitu memerlukan bak

fermentasi yang lebih kecil. Ethanol yang dihasilkan proses fermentasi tersebut

perlu ditingkatkan kualitasnya dengan membersihkannya dari zat-zat yang tidak

diperlukan.

Alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi biasanya masih

mengandung gas-gas antara lain CO2 (yang ditimbulkan dari pengubahan glucose

menjadi ethanol/bio-ethanol) dan aldehyde yang perlu dibersihkan. Gas CO2 pada

hasil fermentasi tersebut biasanya mencapai 35 persen volume, sehingga untuk

memperoleh ethanol/bio-ethanol yang berkualitas baik, ethanol/bio-ethanol

tersebut harus dibersihkan dari gas tersebut. Proses pembersihan (washing) CO2

dilakukan dengan menyaring ethanol/bio-ethanol yang terikat oleh CO2, sehingga

dapat diperoleh ethanol/bio-ethanol yang bersih dari gas CO2). Kadar ethanol/bio-

ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi, biasanya hanya mencapai 8

sampai 10 persen saja, sehingga untuk memperoleh ethanol yang berkadar alkohol

95 persen diperlukan proses lainnya, yaitu proses distilasi. Proses distilasi

dilaksanakan melalui dua tingkat, yaitu tingkat pertama dengan beer column dan

tingkat kedua dengan rectifying column.

Definisi kadar alkohol atau ethanol/bio-ethanol dalam % (persen) volume

adalah “volume ethanol pada temperatur 15oC yang terkandung dalam 100 satuan

volume larutan ethanol pada temperatur tertentu (pengukuran).“ Berdasarkan

BKS Alkohol Spiritus, standar temperatur pengukuran adalah 27,5oC dan

kadarnya 95,5% pada temperatur 27,5oC atau 96,2% pada temperatur 15oC

Pada umumnya hasil fermentasi adalah bio-ethanol atau alkohol yang

mempunyai kemurnian sekitar 30 – 40% dan belum dpat dikategorikan sebagai

fuel based ethanol. Agar dapat mencapai kemurnian diatas 95% , maka lakohol

hasil fermentasi harus melalui proses destilasi.

Distilasi :

Sebagaimana disebutkan diatas, untuk memurnikan bioetanol menjadi

berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, alkohol

hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus melewati

proses destilasi untuk memisahkan alkohol dengan air dengan memperhitungkan

perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali.

Untuk memperoleh bio-ethanol dengan kemurnian lebih tinggi dari 99,5%

atau yang umum disebut fuel based ethanol, masalah yang timbul adalah sulitnya

memisahkan hidrogen yang terikat dalam struktur kimia alkohol dengan cara

destilasi biasa, oleh karena itu untuk mendapatkan fuel grade ethanol

dilaksanakan pemurnian lebih lanjut dengan cara Azeotropic destilasi.

2.1.3 Alat Pengolahan Bioetanol

2.2 Biodiesel

2.2.1. Pengertian Biodiesel

Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester atau rantai panjang asam

lemak yang berasal dari minyak nabati maupun lemak hewan. Biodiesel dapat

digunakan sebagai bahan bakar pada mesin yang menggunakan diesel sebagai

bahan bakarnya tanpa memerlukan modifikasi mesin. Biodiesel tidak

mengandung petroleum diesel atau solar.Biodiesel adalah senyawa mono alkil

ester yang diproduksi melalui reaksi tranesterifikasi antara trigliserida (minyak

nabati, seperti minyak sawit, minyak jarak dll) dengan metanol menjadi metil

ester dan gliserol dengan bantuan katalis basa. Biodiesel mempunyai rantai

karbon antara 12 sampai 20 serta mengandung oksigen. Adanya oksigen pada

biodiesel membedakannya dengan petroleum diesel (solar) yang komponen

utamanya hanya terdiri dari hidro karbon. Jadi komposisi biodiesel dan petroleum

diesel sangat berbeda.

Biodiesel terdiri dari metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum

diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang

serupa dengan petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin

diesel atau dicampur dengan petroleum diesel. Pencampuran 20 % biodiesel ke

dalam petroleum diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa mengubah sifat

fisik secara nyata. Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang

banyak digunakan untuk bahan bakar bus. Energi yang dihasilkan oleh biodiesel

relatif tidak berbeda dengan petroleum diesel (128.000 BTU vs 130.000 BTU),

sehingga engine torque dan tenaga kuda yang dihasilkan juga sama. Walaupun

kandungan kalori biodiesel serupa dengan petroleum diesel, tetapi karena

biodiesel mengandung oksigen, maka flash pointnya lebih tinggi sehingga tidak

mudah terbakar. Biodiesel juga tidak menghasilkan uap yang membahayakan

pada suhu kamar, maka biodiesel lebih aman daripada petroleum diesel dalam

penyimpanan dan penggunaannya. Di samping itu, biodiesel tidak mengandung

sulfur dan senyawa bensen yang karsinogenik, sehingga biodiesel merupakan

bahan bakar yang lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan

petroleum diesel.

Penggunaan biodiesel juga dapat mengurangi emisi karbon monoksida,

hidrokarbon total, partikel, dan sulfur dioksida. Emisi nitrous oxide juga dapat

dikurangi dengan penambahan konverter katalitik. Kelebihan lain dari segi

lingkungan adalah tingkat toksisitasnya yang 10 kali lebih rendah dibandingkan

dengan garam dapur dan tingkat biodegradabilitinya sama dengan glukosa,

sehingga sangat cocok digunakan di perairan untuk bahan bakar kapal/motor.

Biodiesel tidak menambah efek rumah kaca seperti halnya petroleum diesel

karena karbon yang dihasilkan masih dalam siklus karbon.

2.2.2 Proses Pembuatan Biodiesel

Langkah-langkah dalam proses pembuatan biodiesel adalah sebagai

berikut:

A. Proses pemurnian minyak jelantah

1. Pembuatan arang aktif:

• Arang batok kelapa ditumbuk, dan disaring menggunakan saringan kelapa

• Buat larutan kapur % dengan memasukkan g kapur ke dalam aquadest

• Arang dimasukkan ke dalam larutan kapur dan dipanaskan sampai menit

• Arang disaring dan dikeringkan menggunakan oven/sinar matahari

2. Minyak jelantah disaring untuk memisahkan dengan kotoran padat. Untuk

memudahkan penyaringan, minyak dipanaskan sampai suhu 35oC.

3. Minyak jelantah hasil penyaringan dicampur dengan arang aktif, diaduk-aduk

dan disaring

4. Minyak jelantah dinetralkan dengan memberi larutan NaOH % sebanyak ml

kemudian diaduk. Setelah terbentuk endapan kemudian disaring

B. Proses transesterifikasi

1. Minyak jelantah hasil pemurnian kemudian dipanaskan sampai suhu 100oC

untuk menghilangkan kandungan airnya. Gunakan alat pengaduk untuk

memudahkan penghilangan uap air. Setelah air yang mendidih dalam minyak

mulai hilang, selanjutnya panaskan sampai suhu 130oC selama 10 menit, dan

dinginkan.

2. Titrasi untuk menentukan banyaknya katalis (KOH/NaOH) yang diperlukan,

dengan cara:

a) Siapkan alat titrasi terdiri buret dan gelas piala kecil

b) Siapkan larutan 1 gram KOH/NaOH ke dalam 1 liter air suling (larutan

0,1 % KOH/NaOH)

c) Larutkan 1 ml minyak jelantah ke dalam 10 ml isopropil alkohol,

dipanaskan sambil diaduk sampai campuran jernih

d) Tambahkan 2 tetes larutan PP.

e) Isi buret dengan larutan KOH 0,1 %, teteskan larutan tersebut tetes demi

tetes ke dalam larutan minyak jelantah-alkohol-PP, sambil diaduk sampai

larutan berwarna merah muda selama 10 detik f) Lihat pada buret,

volume (ml) larutan 0,1 % KOH yang digunakan, dan tambahkan 5 maka

ketemu jumlah gram KOH yang diperlukan per liter minyak.

3. Penyiapan kalium/natrium metoksida (K+ / Na+ CH3O-), dengan cara sebagai

berikut:

a) Siapkan metanol, umumnya kebutuhannya adalah 20 % dari volume

minyak jarak. Apabila ada 100 liter minyak jarak maka dibutuhkan 20

liter metanol.

b) KOH/NaOH yang telah ditentukan jumlahnya, dimasukkan ke dalam

methanol/ethanol, dicampur rata sampai terlarut sempurna, dan

terbentuk kalium/natrium metoksida.

c) Hati-hati dengan kalium/natrium metoksida, gunakan masker, jangan

hirup uapnya, dan apabila mengenai kulit menyebabkan kulit terbakar

tanpa terasa karena menyebabkan matirasa. Kalium metoksida, juga

sangat korosif. KOH dapat bereaksi dengan alumunium, tin dan seng,

jadi gunakan wadah dari gelas tahan panas, enamel atau yang terbaik

adalah dari stainless steel.

4. Pemanasan minyak jelantah dan pencampuran dengan kalium/natrium

metoksida, dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a) Minyak jelantah dipanaskan sampai 48-54oC.

b) Siapkan alat pengaduk dan diatur pada kecepatan penuh.

c) Sambil diaduk, tambahkan kalium/natrium metoksida, dan diaduk terus

antara 50-60 menit.

d) Proses trans-esterifikasi akan menghasilkan metil ester (minyak

biodiesel) dan hasil samping gliserin

5. Pendiaman dan pemisahan metil ester (minyak biodiesel) dengan gliserin.

Cara pemisahannya adalah:

a) Proses dibiarkan sampai sempurna sedikitnya 8 jam dan suhu

dipertahankan pada 38oC.

b) Biodiesel akan berada di bagian atas, dan gliserin ada di bagian bawah

berwarna coklat gelap. Gliserin merupakan cairan kental yang dapat

memadat dibawah suhu 38oC.

c) Alirkan gliserin dengan hati-hati dari bagian bawah reaktor, sehingga

biodiesel dapat dipisahkan kemudian ditempatkan di wadah lain.

d) Apabila gliserin memadat maka dapat dipanaskan kembali agar mencair.

e) Gliserin masih bercampur dengan sisa reaktan dan alkohol, maka

dinetralisasi menggunakan asam mineral dan dipanaskan pada suhu

66oC untuk mengambil kembali alkohol, sehingga diperoleh gliserin

kemurnian tinggi.

6. Hasil biodiesel sering tercampur dengan sabun. Biodiesel dicuci menggunakan

air suling untuk menghilangkan sabun dan sisa-sisa bahan lain. Proses

pencuciannya adalah sebagai berikut:

a) Pada pencucian pertama, biodiesel ditambah sedikit larutan asam asetat,

kemudian diaduk agar terjadi netralisasi.

b) Tuangkan air suling dalam wadah, kemudian dituangi biodiesel yang

akan dicuci, kemudian diaduk.

c) Setelah didiamkan antara 12-24 jam, minyak biodiesel akan terpisah

dengan air pencuci.

d) Minyak yang telah bersih dialirkan untuk memisahkan dengan air yang

mengandung sabun.

e) Proses pencucian ini diulang 2-3 kali, tanpa penambahan asam. Pada

pencucian ketiga, biodiesel hasil pencucian dipanaskan untuk

menghilangkan air yang masih terikut. pH biodiesel hasil pencucian

mempunyai pH 7 (netral).

7. Pengecekan kualitas biodiesel. Biodiesel yang akan digunakan untuk bahan

bakar mesin diesel seperti pada mobil, memerlukan kualitas biodiesel yang tinggi

2.2.3 Alat Pengolahan Biodiesel

BAB III

PENUTUP

Kedua bahan bakar nabati diatas beruguna untuk manggantikan bahan bakar dari minyak bumi yang dapat mencemari lingkungan, karena bahan bakar nabati mempunyai pembakar yang lebih baik dari bahan bakar minyak bumi, sehingga pembuangan tidan berbahaya bagi lingkungan.

Ada pun kelebihan dari kedua bahan bakar nabati diatas dibandingkan dengan bahan bakar minyak bumi adalah :

Bioetanol

Bioetanol mengandung 35% oksigen, sehingga dapat

meningkatakan efesiensi pembakaran dan mengurangi

emisi gas rumah kaca.

Bioetanol memiliki oktan yang lebih tinggi sehingga

dapat menggantikan fungsi bahan aditif seperti metil

tertiary butil eter.

Bersifat ramah lingkungan karena gas buangnya rendah

terhadap senyawa yang dapat menyebabkan polusi

udara, seperti karbon monoksida, nitrogen oksida, dan

gas – gas rumah kaca.

Bioetanol mudah terurai dan aman, sehingga tidak

mencemari air.

Bahan dasar yang mudah untuk diperbaharui.

Biodiesel

Bahan dasar yang dapat terbarukan dan banayak

tumbuh di Indonesia

Biodiesel dapat menggantikan bahan bakar mesin disel

ataou bisa disebut solar, yang harganya lebuh mahal

Biodiesel tidak mencemari lingkungan, atau ramah

lingkungan, karena mempunyai pembakaran yang baik.

Biodiesel dapat mengurangi kandungan hidrokarbon

sebesar 50%.

Mempunayai keuntungan ekonomis karena bahan dasar

yang mudah terbarukan dan mudah didapat.

Dari Keuntungan – keuntungan diatas, sudah dapat disimpulkan bahwa memang bahan bakar nabati addalah pengganti bahan bakar minyak bumi masa depan, untuk itu sekarang ini munyak bumi sedang banyak diproduksi, mulai dari industri sampai mencoba di rumah sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous.2012.http://pematangpanggang.blogspot.com/2008/02/pengertian

-biodiesel.htm. Diakses 28 mei 2012

Hambali, Eriza, Siti Mujdalipah et all.2007.Teknologi Bioenergi.Agromedia:Jakarta

Manai, Syamsudin.2006.Membuat Biodiesel Sendiri: Bahan Bakar AlternatifPengganti Solar.

Selivanove,Yulia.2011.Regulation of Energy in International Trade Law: Wto,Nafta and Energy Charter.Kluwer Law International: Great Britain