Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses Hidrolisis dan Fermentasi Kapasitas 64.000 Kl/tahun Vera Nika Novitasari ( D500130135) | 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.1.1 Sejarah Etanol telah digunakan sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Campuran dari etanol yang mendekati kemurnian untuk pertama kali ditemukan oleh Kimiawan Muslim yang mengembangkan proses distilasi pada masa Khalifah Abbasid dengan peneliti yang terkenal yaitu Jabir ibn Hayyan, Al-Kindi dan al-Razi. Catatan yang disusun oleh Jabir ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang mendidih dan mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) menjelaskan tentang proses distilasi wine, sedangkan etanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann Tobias Lowitz dengan menggunakan distilasi molecular sieve. Pada tahun 1840 etanol menjadi bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880-an Henry Ford membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun pada tahun 1920-an 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 memiliki nama lain etil alkohol, alcohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, dan tak berwarna. Etanol merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter yang termasuk dalam alkohol rantai tunggal dengan rumus kimia C 2 H 5 OH dan rumus empiris C 2 H 6 O. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif yang dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Pada zaman modern, etanol digunakan untuk kegunaan industri yang diperoleh dari produk sampingan pengilangan minyak bumi. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan- bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam bidang kimia, etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar. (Robert, 2007) .
21
Embed
Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses Hidrolisis dan Fermentasi Kapasitas
64.000 Kl/tahun
Vera Nika Novitasari ( D500130135) | 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.1.1 Sejarah
Etanol telah digunakan sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk
dalam minuman beralkohol. Campuran dari etanol yang mendekati kemurnian
untuk pertama kali ditemukan oleh Kimiawan Muslim yang mengembangkan
proses distilasi pada masa Khalifah Abbasid dengan peneliti yang terkenal
yaitu Jabir ibn Hayyan, Al-Kindi dan al-Razi. Catatan yang disusun oleh Jabir
ibn Hayyan (721-815) menyebutkan bahwa uap dari wine yang mendidih dan
mudah terbakar. Al-Kindi (801-873) menjelaskan tentang proses distilasi wine,
sedangkan etanol absolut didapatkan pada tahun 1796 oleh Johann Tobias Lowitz
dengan menggunakan distilasi molecular sieve. Pada tahun 1840 etanol menjadi
bahan bakar lampu di Amerika Serikat, pada tahun 1880-an Henry Ford
membuat mobil quadrycycle dan sejak tahun 1908 mobil Ford model T telah
menggunakan bioetanol sebagai bahan bakarnya. Namun pada tahun 1920-an
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 memiliki nama lain etil alkohol, alcohol murni, alkohol absolut,
atau alkohol saja adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar,
dan tak berwarna. Etanol merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter yang
termasuk dalam alkohol rantai tunggal dengan rumus kimia C2H5OH dan
rumus empiris C2H6O. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif yang dapat
ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Fermentasi gula
menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah
dilakukan manusia. Pada zaman modern, etanol digunakan untuk kegunaan
industri yang diperoleh dari produk sampingan pengilangan minyak bumi.
Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan- bahan kimia yang ditujukan
untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa,
pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam bidang kimia, etanol adalah pelarut
yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia
lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.
(Robert, 2007) .
Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses Hidrolisis dan Fermentasi Kapasitas
64.000 Kl/tahun
Vera Nika Novitasari ( D500130135) | 2
I.1.2 Alasan Pendirian Pabrik
Dalam BP Statistical Review of World Energy yang diluncurkan Senin
(05/07/2011) dilaporkan bahwa pertumbuhan konsumsi energi dunia pada tahun
2010 adalah sebesar 5,6%. Angka ini merupakan pertumbuhan terkuat sejak
tahun 1973 yang didorong pertumbuhan ekonomi global yang mencapai 4,9%.
Pada tahun 2010, intensitas energi (jumlah energi yang digunakan untuk satu
unit GDP juga tumbuh paling cepat sejak 1970. Hal ini dipicu pemulihan
resesi global pada akhir tahun 2010, yang didorong oleh pemulihan secara cepat
dari negara-negara berkembang. Naiknya pertumbuhan konsumsi energi (untuk
semua jenis bahan bakar) yang kuat di tahun 2010 ini, ditengarai didorong
oleh semakin majunya negara-negara industri baru dan membaiknya GDP
negara-negara industri baru dalam pangsa GDP global, dan lebih lanjut dipicu
oleh proses pemulihan dari resesi global. GDP yaitu Gross Domestic Product,
nilai barang dan jasa akhir yang dihasilkan oleh berbagai unit produksi di wilayah
suatu negara dalam waktu 1 tahun.
Peningkatan ini sangat kuat untuk semua bentuk energi dan di semua
wilayah. Total konsumsi energi pada tahun 2010 melampaui puncak pra-resesi
yang terjadi pada 2008. Sementara konsumsi di negara berkembang terus
meningkat pesat, pertumbuhan energi negara-negara OECD (Organization for
Economic Cooperation and Development) juga jauh di atas rata-rata. Secara
global konsumsi energi tumbuh lebih cepat daripada perekonomian, yang
berarti bahwa intensitas energi untuk kegiatan ekonomi meningkat untuk
tahun kedua. Data BP menunjukkan bahwa emisi CO2 global dari konsumsi
bahan bakar fosil juga tumbuh kuat tahun lalu. Fakta-fakta ini menunjukkan
diperlukannya upaya-upaya mengurangi intensitas bahan bakar fosil dan
mengejar energy mix berkelanjutan untuk masa depan.
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) bekerjasama dengan Korea
International Cooperation Agency (Koica) tengah mengembangkan bioetanol
generasi kedua. Targetnya, produksi bioetanol dengan kapasitas 10 liter per
hari pada 2012. "Pengembangan biodiesel generasi kedua berasal dari
lignoselulosa yang teknologi prosesnya sangat sulit sehingga perlu mendapat
perlakuan khusus," terang Peneliti Utama Bioetanol Biomassa Lignoselulosa
Pusat Penelitian Kimia LIPI Yanni Sudiyani pada workshop bertajuk
"Integrated Sustainable Development Technology of Bioenergy" di Jakarta,
Kamis (18/8).
(Departemen ESDM, 2011) Saat ini teknologi pengembangan bioetanol yang
menjadi campuran bahan bakar premium generasi kedua masih terbilang mahal.
Berbeda dengan bioetanol generasi pertama yang dihasilkan dari pati, misalnya
dari tanaman singkong, tebu atau jagung yang teknologi prosesnya mudah,
Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses Hidrolisis dan Fermentasi Kapasitas
64.000 Kl/tahun
Vera Nika Novitasari ( D500130135) | 3
bioetanol generasi kedua berasal dari lignoselulosa yang teknologi prosesnya
sangat sulit khususnya di masa perlakuan awal atau pretreatment.
Lignoselulosa adalah salah satu sumber energi biomassa yang potensial, berasal
limbah pertanian atau limbah industri. Penggunaan bioetanol sebagai bahan
bakar mempunyai beberapa keunggulan, di antaranya kandungan oksigen yang
tinggi sehingga jika dibakar sangat bersih, serta ramah lingkungan karena
emisi gas karbon monoksida lebih rendah 19 hingga 25 persen dibanding BBM
sehingga tidak memberikan kontribusi pada akumulasi karbon dioksida di
atmosfer. (Departemen ESDM, 2011) .
Jerami padi merupakan salah satu contoh dari lignoselulosa yang dapat
digunakan sebagai bahan baku pembuatan bioetanol. Jerami padi merupakan
limbah dari hasil panen tanaman padi. Ketersediaan bahan ini sangat besar di
Indonesia mengingat tanaman padi sangat berlimpah dan menjadi makanan pokok
masyarakat Indonesia, serta limbahnya belum dimanfaatkan secara maksimal.
Pemanfaatan bahan ini menjadi pertimbangan karena tidak bersaing dengan
kebutuhan pangan.
I.1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Jerami padi mengandung kurang lebih 39% sellulosa dan 27,5%
hemiselullosa. Kedua bahan polisakarida ini dapat dihidrolisis menjadi gula
sederhana yang selanjutnya dapat difermentasi menjadi ethanol. Jerami padi
merupakan hasil samping pertanian terbesar di Indonesia, jumlahnya sekitar 20
juta ton per tahun. Produksinya per hektar sawah padi bisa mencapai 12-15
ton, atau 4-5 ton bahan kering setiap kali panen, tergantung lokasi dan varietas
tanaman, jerami basah dengan kadar air kurang lebih 60%. Sejauh ini,
pemanfaatan jerami padi sebagai pakan mencapai 31-39%, sedangkan yang
dibakar atau dikembalikan ke tanah sebagai pupuk 36-62%, dan sekitar 7-16%
digunakan untuk keperluan industri. (Anonim, 2010) .
Prarancang Pabrik Etanol dari Jerami Padi dengan Proses Hidrolisis dan Fermentasi Kapasitas
64.000 Kl/tahun
Vera Nika Novitasari ( D500130135) | 4
1.1.4 Kebutuhan, Aspek Pasar
Gambar I.1 Grafik Data Target Kapasitas Penyediaan Bioetanol di Indonesia.
(Sumber : Direktorat EBTKE, “Laporan Rencana Induk Energi Baru dan
Terbarukan Tahun 2010-2025”, 2009) .
Berdasarkan gambar I.1 grafik data target kapasitas penyediaan
bioetanol di Indonesia, kapasitas penyediaan bioetanol semakin meningkat dari
tahun ke tahun. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kebutuhan dan aspek pasar
terhadap bioetanol cukup besar.
I.1.5 Kapasitas Produksi
Pertumbuhan industri etanol di Indonesia khususnya yang berasal dari
bahan-bahan terbarukan diperkirakan akan mengalami pertumbuhan yang pesat
seiring dengan pertumbuhan kebutuhan akan etanol sebagai bahan bakar
alternatif. Etanol dimanfaatkan sebagai bahan campuran bensin dengan komposisi
10% etanol atau yang disebut dengan gasohol E-10. Hal ini juga didukung oleh
ketersediaan, harga, dan dampak lingkungan pada penggunaan bahan bakar fosil.
Berdasarkan Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral
No.32/2008 tentang Penyediaan, Pemanfaatan, dan Tata Niaga Bahan Bakar
Nabati (Bio-Fuel) Sebagai Bahan Bakar Lain, dapat dilihat pada tabel dibawah ini.