Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

83

DESAIN UNIT PENGOLAHAN BIOETANOLUNTUK PETANI DI DESA NGAJUM KECAMATAN SUMBER PUCUNG

KABUPATEN MALANG

Bambang Guritno 1), Bambang Dwi Argo 2), Rini Yulianingsih 2)

Jurusan Budidaya Pertanian FTP, Universitas Brawijaya 1)Jurusan Keteknikan Pertanian FTP, Universitas Brawijaya 2)

Jl. Veteran No.1 Malang 65154Telp. (0341) – 571708

E-mail : bbgurit@yahoo.com

AbstractThe aim of the research is to develop bio-ethanol processing unit in small size using simple

technology, which can be used by Cassava farmers in the village of Ngajum Sumber PucungMalang. The capacity of Bioethanol processing unit provided is 100 liters/process whichconsists of sieve, cooker with cooling mash, fermenter, and distillation unit. Tests on severalprocessing units give the following results: Sieve driven by 7.5 HP diesel engines. Sievecylinder made of wood cylinder with 40 cm of diameter and 45 cm of length. Sieve has acapacity of 613 kg/h. Cooker tank made of stainless steel plate 4 mm and has dimensions 77cm of diameter and 150 cm of height. There are 4 pieces of pipe stainless steel 6" placed at thebottom serving as heat exchanger. Cooling Mash has heat transfer surface area of 3.11 m2 thatconsists of 26 stainless steel pipe 1 ½" of diameter and 100 cm of length . Cooking efficiency is38% with fuel of firewood with a moisture content of 50%. At steady state conditions, Coolingmash is capable to remove energy from substance of 280 kcal/min at mass flow rate ofsubstance of 2.34 l/s and mass flow rate of cooling water of 0.6 l/s.

Fermenter tank has made of stainless steel and has dimensions 110 cm of diameter and240 cm of height. The mixer’s fermenter is driven by a ½ HP electric motor. To maintain thematerial temperature at 32 oC, the fermenter equipped with a cooling unit that is sprinkler wateraround the tube. Distillation unit has made of stainless steel 304 and consists of beer column,the column rectifying, pre-heater, condensers and equipped with boiler.

Keywords : Performance, Bioethanol Processing Unit, Small Scale.

PENDAHULUAN

Bioethanol merupakan sumber energialternatif terbarukan yang dikembangkanuntuk mengurangi ketergantungan energipada sumber energi fosil. Salah satu produkyang dapat digunakan sebagai bahan bakubioetanol adalah singkong dimana rasiokonversi singkong menjadi bioethanol adalah6.5 : 1 [1].

Selama ini bioethanol yang memenuhipersyaratan untuk digunakan sebagai bahanbakar hanya diproduksi oleh Industri berskalabesar, sedangkan petani hanya bertindaksebagai pemasok bahan baku. Bioethanolyang diproduksi dalam skala usaha kecilmenengah merupakan hal yang perludilakukan untuk mengatasi permasalahan

energi, meningkatkan kesejahteraan petanisingkong serta guna membentukmasyarakat yang mandiri energi. Masalahutama bagi pengembangan industribioethanol berbahan baku ubi kayu adalahketersediaan bahan baku, sebab musimpanen ubi kayu di Jawa Timur maupun diJawa pada umumnya berkisar 4 – 5 bulansaja. Masyarakat petani di KabupatenMalang, khususnya di Kecamatan NgajumSumber Pucung merupakan penghasil ubikayu yang potensial untuk dikembangkansebagai penghasil bioethanol karena telahmenerapkan budidaya singkong secaratradisional dan mukibat. Sistem mukibat initelah diteliti oleh Pusat Penelitian Ubi UbianUniversitas Brawijaya dari tahun 1975 –1980 dengan bantuan dana dari IDRC

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

84

(International Development Research Centre)Canada. Budidaya dengan ga-bungan duasistem ini dapat menghasilkan singkong yangterus-menerus sepanjang tahun.

Teknologi proses produksi ethanol ataubio-ethanol dari singkong dapat dibagi dalamtiga tahap, yaitu gelatinasi, sakharifikasi, danfermentasi [2]. Setiap tahap prosespengolahan tersebut memerlukan suhuoperasional tertentu untuk mendapatkan hasiloptimal, dan alat dan mesin yang digunakanharus dapat menciptakan kondisi pengolahanyang diperlukan.

Proses pengolahan memerlukanbeberapa unit pengolahan yaitu pemarut,pemasak yang dilengkapi dengan coolingmash, fermentor dan destilator. Kegiatan yangdilakukan bertujuan mendesain dan mengujiunit pengolahan bioethanol.

METODE PENELITIAN

Perancangan dan pengujian dilakukan diLaboratorium Mekatronik Alat dan MesinAgroindustri Jurusan Keteknikan PertanianFakultas Teknologi Pertanian UniversitasBrawijaya Malang.

PemarutPemarut digunakan untuk mengecilkan

ukuran singkong. Pemarut terdiri daribeberapa bagian penting yaitu tenagapenggerak, silinder pemarut, as besi, dindingdan rangka mesin. Pengujian pemarutbertujuan untuk mengetahui kapasitas danbiaya operasioal.

PemasakPemasak digunakan untuk proses

gelatinisasi dan sakarifikasi. Prosesgelatinisasi memerlukan suhu 110 oCsedangkan proses sakarifikasi memerlukansuhu 55 oC. Unit pendingin (cooling mash)diperlukan untuk mempercepat prosespenurunan suhu bahan.Pemasak terdiri dari beberapa bagian pentingyaitu tabung pemasak, pipa penukar panas,unit pengaduk, tungku, thermometer dankatub pengaman. Unit pendingin berupatabung yang berisi pipa-pipa penukar kalor.Pengujian pemasak meliputi efisiensi energyuntuk pemanasan bahan, performansi

pendinginan cooling mash dan estimasibiaya operasional mesin.

FermentorFermentor merupakan wadah dimana

proses perubahan gula menjadi alcoholdengan bantuan yeast berlangsung. Prosesfermentasi memerlukan kondisi steril dansuhu berkisar 32 oC. Fermentor memilikibeberapa bagian penting, yaitu: wadahfermentasi, unit pengaduk, unit pengatursuhu, saluran pemasukkan dan saluranpengeluaran. Wadah fermentasi merupakantempat dimana proses fermentasiberlangung. Wadah fermentasi harusterbuat dari bahan yang non korosif dantidak bereaksi dengan bahan serta dibuatkedap udara. Unit pengaduk berfungsiuntuk menghomogenkan campuran yangterdiri dari gula hasil proses sakarifikasi, airdan bakteri saccaromyces. Unit pengatursuhu berfungsi untuk menjaga suhufermentasi pada kisaran suhu 28 – 32 oC.

DestilatorDestilator berfungsi untuk memisahkan

ethanol dari air sehingga didapatkan ethanoldengan kemurnian 95 %. Untuk mencapaikemurnian yang tinggi, maka destilasi harusdilakukan secara bertingkat. Destilatormemiliki beberapa bagian penting yaituboiler, kolom beer, kolom rectifier, pre-heater dan kondensor. Boiler berfungsiuntuk menghasilkan uap panas bertekanantinggi yang akan digunakan untuk mencucibeer pada kolom destilasi. Kolom Beerberfungsi untuk mencuci beer sehinggamenghasilkan ethnaol dengan kemurnianrendah, sedangkan kolom rectifier berfungsiuntuk memurnikan ethanol sampai tingkatkemurnian diatas 95 %. Pre-heaterberfungsi sebagai tempat pertukaran panasantara bahan yang masuk kolom destilasidan uap panas yang keluar dari destilasisehingga bahan masuk mengalamipemanasan dan uap panas mengalamipendinginan. Pendinginan uap panas akanmenyebabkan kondensasi jika kemurnianethanol masih rendah. Ethanol dengantingkat kemurnian yang masih rendah akandikembalikan menuju kolom rectifier untuk

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

85

dimurnikan lebih lanjut. Kondensor berfungsiuntuk mengkondensasi ethanol yang lolosdari tangki pre-heater untuk selanjutnyamenuju tabung penampung.

HASIL DAN PEMBAHASAN

PemarutUnit mesin pemarut digerakkan oleh

mesin diesel dengan daya 7.5 Hp. Silinderpemarut berupa silinder kayu yang pejaldengan diameter 40 cm dan panjang 45 cm,mata parut terbuat dari potongan gergaji bejiyang dipotong-potong dengan ukuran tertentudan dibenamkan pada silinder kayu tersebut.As silinder pemarut berupa as besiberdiameter 1.25 in dan dinding terbuat dariplat SS tebal 2 mm dan ditopang oleh rangkamesin atau ”Frame” yang terbuat dari besikanal C dengan ukuran 6 cm. Mesin pemarutseperti terlihat pada Gambar 1. Berdasarkanhasil pengujian, pemarut memiliki kapasitas613 kg / jam pada putaran 180 rpm dandigerakkan dengan diesel 7.5 HP dengankonsumsi solar 1.27 liter/jam. Bahan bakuyang diperlukan untuk memproduksi 100 literbioethanol adalah 600 kg singkong, sehinggabiaya energi untuk proses pemarutan secarakeseluruhan adalah Rp 4.500.

Gambar 1 – Pemarut

Unit PemasakHasil rancangan unit pemasak yang telah

dihasilkan seperti terlihat pada Gambar 2.Pemasak memiliki 3 bagian utama yaitutangki pemasak, tungku dan mash cooler.

Tangki PemasakTangki pemasak berfungsi sebagai

wadah dimana proses gelatinisasi dansakarifikasi berlangsung. Tangki terbuatdari plat stainless steel tebal 4 mm danmemiliki dimensi diameter 77 cm tinggi 150cm. Pipa penukar panas terletak padabagian bawah tangki pemasak, berfungsisebagai media untuk memindahkan panasmelalui mekanisme konduksi dan konveksidari hasil pembakaran biomasa ke bahanyang dipanaskan. Pipa penukar panasberjumlah 4 buah, terbuat dari pipa stanlesssteel 304 berdiameter 6 “. Pengadukberfungsi untuk menghomogenkan suhu dankomposisi bahan.

Gambar 2 – Rancangan Pemasak

Hasil Pengujian PemasakPengujian pemasak dilakukan dengan

menggunakan air dengan volume 426 literdan menggunakan bahan bakar kayusengon yang memiliki nilai kalor 9.3 MJ / kg.Dari kegiatan penelitian yang dilakukandidapatkan peningkatan suhu bahanterhadap waktu seperti terlihat pada Gambar3.

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

86

Gambar 3 – Grafik Hubungan Suhu Badan denganWaktu Pemanasan

Dari Gambar 3 terlihat bahwa pemanasanselama 150 menit telah meningkatkan suhu426 liter air sebesar 37 oC, yaitu dari 28 oCmenjadi 65 oC. Bahan bakar yang digunakanadalah kayu yang memiliki kadar air 50 %dengan total konsumsi bahan bakar mencapai39 kg. Nilai kalor kayu adalah 9.35 MJ/kg.Selama proses pengujian, energi yangdiperlukan untuk meningkatkan suhu bahanadalah 15762 Kkal, sehingga efisiensi totalpenggunaan energi pada pemasak adalah18.15%. Estimasi biaya energi untuk prosespemanasan saja, dengan mengambil nilai Cpsingkong 3.26 kJ/kg oC [3] dengan jumlahyang dipanaskan 600 kg, maka jumlah kayubakar yang dibutuhkan adalah 100 kg. Jikadiasumsikan harga kayu bakar adalah Rp200.000 /m3 maka biaya yang diperlukanuntuk mencapai suhu 110 oC adalah Rp66.600 (densitas kayu 300 kg / m3).

Mash CoolerUnit mash cooler berfungsi untuk

mendinginkan bahan dari proses gelatinisasipada suhu 110 o menjadi suhu 55 oC untukproses sakarifikasi. Cooling Mash memilikiluas perpindahan kalor seluas 3.11 m2 yangterdiri dari 26 lonjor pipa diameter 1½” denganbahan pipa adalah stainless steel 304.Sirkulasi bahan dari tangki pemasak menujumash cooler dilakukan dengan menggunakanpompa 2 HP yang mempunyai kemampuanuntuk menahan panas sampai suhu 130o C.

Pengujian Cooling Mash.Profil suhu bahan dan suhu air pendingin

terlihat pada Gambar 4.

(BM: Bahan masuk; BK: Bahan Keluar; PM: PendinginMasuk; PK: Pendingi Keluar)

Gambar 4 – Grafik Profil Suhu Bahan dan AirPendinginan Terhadap Waktu

Gambar 4 menunjukkan bahwa coolingmash mampu menurunkan suhu bahansebesar 19 oC selama 50 menit dengandebit air pendingin 0.644 liter / detik dandebit bahan 1.192 liter / detik pada 20 menitpertama dan 2.346 liter / detik pada menitberikutnya. Perubahan suhu bahan pdan airpendingin selama proses seperti terlihatpada Gambar 5.

Gambar 5 – Grafik Profil Perubahan Suhu Bahandan Pendinginan Terhadap Waktu

Gambar 5 memperlihatkan bahwa padaawal pendinginan, terdapat perbedaan suhuantara bahan masuk dan bahan keluarcooling mash yang besar yaitu 16 oC danpada menit ke 50, perbedaan suhu adalah 2oC. Pada awal pendinginan, energi yangterkandungan dalam bahan banyakdigunakan untuk memanaskan strukturcooling mash yang berupa plat dan pipastaniless steel sehingga penurunan suhubahan besar.

Selama proses pendinginan, bahanmelepaskan kalor dan pendingin menerimakalor. Profil jumlah kalor yang dilepaskan

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

87

oleh bahan dan diterima oleh pendingin padasetiap satuan waktu pengamatan sepertiterlihat pada Gambar 6.

QB: Q bahan; QP: Q Pendingin

Gambar 6 – Grafik Pelepasan Kalor Bahan danPenerimaan Kalor Oleh Pendingin Terhadap Waktu

Pada awal proses pendinginan, kaloryang dilepaskan oleh bahan mencapai 5712kalori dan cenderung menurun sampai menitke 20. Pada saat debit bahan diperbesar,terjadi peningkatan pelepasan danpenerimaan kalor, hal ini disebabkan karenaada peningkatan massa bahan yangmemasuki cooling mash sehingga jumlahenergi yang masuk juga lebih besar. Padamenit ke 37 sudah terlihat adanya kestabilanperpindahan suhu dan energi. Pada kondisimantap, energi yang dilepas oleh bahanberjumlah 1400 kalori / 5 menit.

FermentorFermentor terbuat dari plat stainless steel

304 tebal 2 mm dimana bahan ini tidakbersifat korosif, tidak mengalami segregasidan mudah dibersihkan. Tabung fermentorberdimensi diameter 110 cm tinggi 240 cmdan bagian bawah berbentuk kerucut dengantinggi kerucut 20 cm. Pengaduk yangberfungsi untuk mencampur bahan denganyeast, NPK dan urea memiliki dua buah suduyang ditempatkan pada as stainless steel1½”. Pengaduk digerakkan oleh motor listrik½ HP dan putaran direduksi menjadi 700 rpmdengan menggunakan pulley dan sabuk-V.Fermentor seperti terlihat pada Gambar 7.

Gambar 7 – Fermentor

Pipa distributor air pendingin berupadua buah pipa berbentuk setengah lingkaranyang terbuat dari pipa kuningan diameter ½”dengan lubang pengeluaran air 4 mm yangdiatur dengan jarak 10 cm. Air pendinginditampung dalam bak air dan disirkulasikanoleh pompa air 125 Watt dengan debit 0.644liter / jam.

DestilatorDestilasi adalah pemisahan dari unsur-

unsur dari campuran cair oleh penguapanparsial dan kondensasi berikutnya,mengambil keuntungan dari perbedaanvolatilitas. Perbaikan beberapa penyulingancairan adalah kontak langsung dengan uapdi berlawanan arah / counterflow [4].Destilator berfungsi untuk menghasilkanethanol dengan kemurnian diatas 95 %.Untuk mencapai kemurnian yang tinggi,proses destilasi dilakukan secara bertingkat.Unit destilasi terbuat dari stainless steel 304dan terdiri dari kolom beer, kolom rectifyng,pre-heater dan kondensor. Destilator jugadilengkapi dengan boiler untuk

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

88

menghasilkan uap tekanan tinggi yang akandigunakan untuk proses destilasi. Prosesdestilasi berlangsung sebagaimana terlihatpada Gambar 8.

Gambar 8 – Bagan Alur Proses Destilasi

Uap dari boiler menuju kolom beer dankolom rectifier untuk selanjutnya menuju preheater. Di dalam pre heater terjadi pertukaranpanas antara bahan baku (beer) dengan uappanas, sehingga bahan baku mengalamipeningkatan suhu dan selanjutnya menujukolom beer, sedangkan uap mengalamipenurunan suhu sehingga uap dengankandungan ethanol rendah akanterkondensasi dan menuju kolom rectifieruntuk dimurnikan lebih lanjut, sedangkan uapdengan kemurnian tinggi akan menujukondensor dan berubah fase menjadi cair.Proses pemisahan ethanol dan air dilakukanberdasarkan perbedaan titik didih danberlangsung dalam kolom beer dan rectifier.Di dalam kolom beer dan rectifier, bahan(beer) dalam rak akan dilewati oleh uappanas. Uap air secara berkala akan berubahfase menjadi cair pada saat melewati beer,sedangkan ethanol yang terkandung dalambeer akan berubah fase menjadi uap danmenuju ke rak bagian atas.

Boiler terbuat dari plat besi denganketebalan 6 mm dan memiliki dimensidiameter 55 cm panjang 138.5 cm (Gambar9). Pipa-pipa penukar panas yang digunakandalam boiler berupa pipa gas diameter 1 ½ ”panjang 60 cm sejumlah 6 buah danterhubung menuju cerobong pembuanganasap yang terbuat dari pipa gas berdiameter6”. Kelengkapan-kelengkapan yang terdapatboiler meliputi pengukur suhu dan tekanan,katub pengaman, saluran pengeluaran uap,pengeluaran air, pengisian air dan indikator isiair. Untuk meningkatkan efisiensi energi,

maka disekeliling slinder boier terdapatisolator galss woll

Gambar 9 – Boiler

Kolom destilasi terdiri dari kolom beerdan kolom rectifier. Kolom beer berfungsiuntuk mencuci beer hasil fermentasi dengankemurnian 9 % sehingga memiliki tingkatkemurnian 75 %, sedangkan kolom rectiferberfungsi untuk memurnikan ethanol hinggamencapai 95 %. Kolom destilasi terbuat daristainless steel, dan berupa susunan rak-raksebagaimana terlihat pada Gambar 10.

(a)

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

89

(b)

Gambar 10 – Kolom Destilasi (a) Kolom Beer (b)Kolom Rectifier

Rak kolom beer (Gambar 10.a) berjumlah15 buah dan masing-masing berdimensidiameter 300 mm tinggi 100 mm dimana padasetiap rak terdapat 13 buah mangkokberdiameter 2” tinggi total 60 mm dengan pipasaluran pemasukkan uap berdiameter ½”.Pemasukkan beer dari rak bagian atas danpenyaluran ke rak bagian bawah melalui pipaberdiameter 1” panjang 130 mm denganposisi 40 mm di dalam rak dan 90 mm dibawah rak sehingga ketebalan fluida beeradalah 40 mm. Kolom rectifier (Gambar 10.b)memiliki rak yang sama dengan kolom beer,namun jumlah mangkuk kolom rectifieradalah 35 buah / rak dengan dimensidiameter ¾ “ tinggi 40 cm dan diameterlubang uap ½”.

Pre-heater terbuat dari Plat StainlessSteel 304 tebal 1.5 mm dengan dimensidiameter 200 mm panjang 800 mm danmemiliki pipa-pipa penukar panas berjumlah25 buah dan masing masing berdiameter 740mm. Saluran pemasukkan beer terbuat daripipa stainless steel berdiameter 1 ”sedangkan pengeluaran beer berdiameter1 ½”. Saluran pemasukkan uap dari kolomdestilasi memiliki ukuran ¾ ” sedangkankeluaran untuk uap yang terkondensasi danuap ethanol masing masing berdiameter ½”.Gambar pre-heater seperti terlihat padaGambar 11.a

Kondensor (Gambar 11.b) terbuat dariplat stainnless steel 304 tebal 1.5 mm dengandiameter 200 mm panjang total 1200 mm.

Pipa-pipa penukar kalor berjumlah 25 buahdan masing-masing berdiameter ½” panjang1000 mm. Saluran uap dan kondensatethanol terbuat dari pipa stainless steelberdiameter ½” sedangkan saluran airpendingin berdiameter 1 ½”.

(a)

(b)

Gambar 11 – (a) Pre Heater (b) Kondensor

Pengujian BoilerBahan bakar yang digunakan untuk

pengujian adalah minyak tanah yangmemiliki nilai kalor 35,000 kJ/kg. Profilpemanasan awal boiler terlihat padaGambar 12.

Gambar 12 – Profil Suhu Air Dalam BoilerTerhadap Waktu

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

90

Gambar 12 menunjukkan bahwa padamenit ke 52 suhu air sudah mencapai 100 oCdan suhu 150 oC tercapai pada waktu 135menit. Kapasitas produksi uap yangdihasilkan pada kondisi mantap mencapai 14kg / jam.

PEMBAHASANHasil kegiatan sementara yang sudah

dicapai menunjukkan bahwa pengujian unit-unit mesin pengolahan untuk produksibioethanol yang telah dihasilkan dapatdigunakan untuk menunjang produksibioethanol standar bahan bakar di tingkatkelompok petani. Namun demikian kegiatanpenelitian ini belum tuntas dan masihmemerlukan penelitian lanjutan tentangperformansi destilator dan implementasi unitpengolahan di tingkat petani. Uji performasidestilator membutuhkan ketersediaan boileryang memadai dan unit pembangkit uap iniakan diteliti dan dikembangkan pada rencanapenelitian tahun ke-2.

Unjuk raga mesin pemarut telahmenghasilkan hasil parutan dengan ukuranyang cukup memadai untuk dijadikan buburyang mana dalam proses pemasakannyaakan cukup baik untuk terjadinya prosesgelatinasi. Proses pemarutan berjalandengan kondisi yang stabil tanpa adanyaanomaly getaran yang berlebih. Hasil ujikapasitas kerja mesin menunjukan bahwauntuk menghasilkan 1000 liter alcoholdibutuhkan waktu pemarutan bahan bakulebih kurang 10 jam. Lamanya waktupemarutan ini memerlukan analisapenjadwalan proses penyediaan bahan bakuyang siap untuk dilakukan proses gelatinasi.Proses pengecilan ukuran ini membutuhkanbiaya variable sebesar Rp 7.5,-/kg bahanbaku. Besar biaya proses ini merupakansalah satu komponen biaya variabel untukproduksi bioetanol dan besarnya masih cukuprealistis.

Unit mesin pemasak yang telahdihasilkan mampu bekerja sesuai denganfungsinya yakni melakukan prosespemanasan pada suhu dan tekanan tinggi.Suhu pemanasan yang dicapai mampumencapai pada tingkat suhu yang diinginkanyaitu 1400C dimana proses gelatinasi darikarbohidrat akan berlangsung dengan baik.Dari gambar 3, laju kenaikan temperatur

bahan yang dipanaskan dalam tangkipemasak adalah 110.76 0C.kg/menit dannilai ini menunjukan efisiensi prosespemanasan pada pipa penukar panasmasih relatif rendah. Perhitungan efisiensitotal untuk konversi energy bahan bahanbakar untuk meningkatkan panas bahanmencapai angka 18.15% dan angkaefisiensi ini menunjukan kemungkinan masihadanya banyak kehilangan panas keluardari system seperti melalui cerobong asapbersama gas buang, udara panas hasilpembakaran yang keluar melalui lubangpemasukan bahan bakar dan sedikit melaluidinding tungku dan tangki pemasak. Untukmengatasi keadaan ini masih perlu ditelitilagi tentang penyempurnaan bentuk dandimensi tungku pembakaran termasukspesifikasi teknis dari cerobong asap.Penelitian tentang laju pengumpanan bahanbakar yang optimal juga masih perludilakukan, hal ini dimaksudkan untukmengurangi jumlah udara panas yangkembali keluar melalui lubang pemasukanbahan bakar atau kemungkinan terjadinyapembakaran yang tidak sempurna dari masabahan bakar yang terbang bersama gasbuang.

Unit pendingin yang telah dibuatmampu berfungsi sesuai dengan fungsinyayaitu untuk menurunkan temperatur ataumembuang sebagian energy panas didalambahan yang didinginkan. Prosespendinginan yang cepat akan membantuuntuk mempercepat proses sakarafikasisehingga akan berpengaruh terhadap waktuproses pembuatan biodiesel secarakeseluruhan. Dari hasil pengujian diperolehbahwa laju pendinginan adalah 28.560C.lt/menit. Hasil pengujian prosespendinginan yang terjadi pada “mash coolermasih perlu dilakukan penelitian lanjutanguna memperoleh debit aliran bahan fluidapendingin yang optimal dengan demikiantujuan pembuangan panas yang maksimaldapat diwujudkan. Dari hasil analisaperhitungan kalor yang dilepas dari bahandan yang diterima oleh fluida pendingin(Gambar 6) menunjukan bahwa masihbelum adanya keseimbangan antara jumlahkalor yang dilepas oleh bahan denganjumlah kalor diterima oleh fluida pendingin.Gambar 6 menunjukan bahwa debit aliran

Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 1 Tahun 2011 : 83-91 ISSN 0216-468X

91

pendingin masih belum optimal, dalam hal inidebitnya masih kurang besar.

Mesin boiler yang dibuat berfungsidengan baik dalam menghasilkan uap superkritis sampai pada tingkat kekeringan tertentu(pada suhu 1500C dan tekanan 8-10 kg/cm2).Kondisi operasional mesin boiler dapat diatursesuai dengan kebutuhan operasional yangdibutuhkan oleh destilator dan untukpengaturan ini telah dipasang katuppengaman yang dapat bekerja secaraotomatis untuk mengendalikan tekanan uapyang diproduksi didalam boiler. Waktu yangdibutuhkan untuk menghasilkan uap keringdengan temperature 1500C adalah relativependek yaitu 2.5 jam. Permasalahan yangmasih perlu dipecahkan adalah pengaturanantara laju produksi uap dengan dengan lajukonsumsi uap yang dibutuhkan didalamdestilator. Dari hasil uji coba menunjukanadanya ketidak seimbangan antara lajuproduksi uap oleh boiler dengan lajukonsumsi uap yang dibutuhkan olehdestilator. Penambahan ruang penampunguap masih dibutuhkan guna untukmenyempurnakan kinerja dari boiler yangtelah dibuat.

KESIMPULAN DAN SARAN

KesimpulanKegiatan yang dilakukan telah

menghasilkan alat-alat utama dalampengolahan bioethanol dengan kapasitas 100liter proses. Hasil pengujian mesinmemberikan hasil sebagai berikut: Pemarutmemiliki kapasitas 613 kg / jam denganpenggerak disel 7.5 HP pada putaran 180rpm. Efisiensi pemasak pada saatpemanasan awal mencapai 38 % dengan-

menggunakan bahan bakar kayu dengankadar air 50 %. Proses pendinginan bahandalam cooling mash pada kondisi mantapadalah 1400 k kal setiap 5 menit. Kapasitasboiler mencapai 14 kg uap / jam.

SaranPerlu dilakukan penambahan jumlah

fermentor untuk meningkatkan kapasitasbioethanol

DAFTAR PUSTAKA

[1] Nurdyastuti I, 2006, Teknologi ProsesProduksi Bioethanol,http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf.

[2] Wahid, pemanfaatan bio-ethanolsebagai bahan Bakar kendaraanberbahan bakar Premium,http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biwahid.pdf.

[3] Njie D. N., Rumsey T. R. and Singh R.P. Thermal properties of cassava, yamand plantain.http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T8J-3V2F8YM-5&_user=10&_coverDate=06%2F30%2F1998&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1626386561&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=2f2a24374808995fc01829ec13f0f681&searchtype=a.

[4] Anonimous, Distillation Technologywww.niroinc.com/html/evaporator/evpdfs/distillation_tech.pdf.