Jurnal Teknik SI M ET RI K A
Vol. 4 No. 1 – April 2005: 287 – 293 2.
Proses biokimia melalui fermentase produk pertanian seperti singkong atau tebu, ethanol ini
dikenal dengan nama bioethanol.
Secara praktis hanya sekitar 95 glukosa yang dirubah menjadi alkohol sedang sisanya 5 terdiri
dari beberapa unsur: Proses biokimia ini terdiri atas 4 langkah yaitu:
1. Persiapan bahan baku untuk fermentase
Hal ini bergantung pada bahan baku. Untuk molasses tebu persiapannya lebih sederhana yaitu
penambahan air sesuai dengan yang diinginkan. Untuk singkong lebih kompleks lagi di mana
singkong terlebih dahulu harus dirubah ke bentuk gula dengan menggunakan asam atau enzim
sehingga diperoleh kondisi yang cocok untuk proses fermentasi. Proses pengubahan singkong ke
bentuk gulamonosakarida glukosa dengan menggunakan enzim
α amilase pada fasa liquefaction dan Glukoamilase atau
β amilase untuk fasa saccarification.
Acetaldehid 0,0 ~ 0,03
Acetic acid 0,05 ~ 0,25
Glycerine 2,4 ~ 3,6
Lactic acid 0,0 ~ 0,2
Succinic acid 0,5 ~ 0,77
Fusel oil
0,25 ~
0,5 Furfural
sangat kecil
3. Pemisahan dan pemurnian ethanol
Pada tahap ini ethanol yang berkadar 8~12 volume dipisahkan dari larutan fermentasi
dengan pencucian, atau partial transformation di mana kemurnian ethanol yang diperoleh mencapai
95,6. Sedang untuk bahan bakar kemurniannya harus mencapai 99,5 dan proses pemurnian
selanjutnya adalah extractive transformation.
2. Persiapan agen fermentase dan fermentase
Persiapan agen fermentase: tahap ini disebut juga inoculum yaitu untuk
memperoleh jumlah mikroba yang cukup sesuai dengan kemampuan mikrobanya dan harus bebas
dari mikroba yang tidak diinginkan. Pada saat ini dilakukan penyesuaian untuk mengontrol kondisi
fermentase seperti laju aerasi, laju agitasi, nilai pH dan temperatur. Untuk fermentasi singkong
dibutuhkan ragi saccharomyces cerevisiae.
4. Pemanfaatan hasil samping dan limbah
pabrik ethanol
- Air pencucian dapat dikonversi menjadi pupuk biologis, makanan ternak, dan biogas.
- Karbon dioksida dapat dimurnikan dan
ditransformasi untuk pendingin soft drink, soda, es kering, dan industri pemadam
kebakaran, insektisida, dan herbisida.
Fermentasi: bahan baku yang sudah siap dituangkan ke dalam fermentor. Fermentasi adalah
proses biokimia di mana ragi mengubah glukosa gula menjadi alkohol pada lingkungan yang
bersifat anaerobik murni. Proses ini membutuhkan waktu 2 -3 hari dengan yield alkohol yang
diperoleh adalah 8 – 12 volume. Secara teoritis ragi dapat mengkonversi sampai 51,1 alkohol
dan 48,9 karbon dioksida dan ini merupakan suatu reaksi yang bersifat eksotermis.
Spesifikasi Ethanol: Rumus
kimia CH
3
-CH
2
-OH Berat
molekul 46
Persen massa oksigen 34,8
Titik didih
78,3 Bilangan
setana 8
Bilangan oktana
108
291
Gambar 6: Skema proses pembuatan bioethanol
Biogas dari Kotoran Ternak
Biogas merupakan merupakan hasil fermentasi dari bahan organik dalam kondisi anaerob, karena
diproses secara alami, gas ini merupakan campuran beberapa gas yang tergolong sebagai bahan bakar di
mana gas yang dominan adalah CH
4
dan yang lain yang jauh lebih kecil adalah CO
2
, NO
2
, SO
2,
dan lain-lain. Biogas ini memiliki nilai kalor yang
cukup tinggi yaitu pada kisaran 4800~6700 kkalm
3
, sedang gas methana murni nilai kalornya 8900 kkalm
3
. Bahan-bahan yang dapat menghasilkan biogas
diantaranya adalah: kotoran hewan, kotoran manusia, dan limbah pertanian. Untuk kotoran sapi
misalnya memiliki kandungan seperti tabel di bawah.
Tabel 1: Komposisi gas dari kotoran sapi
Sedang potensi energi yang berasal dari kotoran mahluk hidup di Indonesia yang dapat
menghasilkan biogas dapat dilihat seperti tabel di bawah.
Tabel 2: Potensi energi yang berasal dari kotoran hewan di Indonesia
Jenis hewan
Populasi juta
Tinja Energi
10
6
kcal sehari
Biogas m
3
kg BK
TBK sehari
Sapi 13,233 68,80 0,25 86,018
Kerbau Kuda
0,675 2,43 0,25 3,038 Kambing
Domba 16,431 4,93 0,25 6,146
Babi 6,484 4,53 0,44 9,971
Itik,
117,654 4,11 0,60 12,330
Ayam Manusia
185,000 112,44 0,40 24,880
Total
339,387 142,389
Faktor–faktor yang dapat mempengaruhi pembentukan biogas:
1. Bahan baku
Biogas akan terbentuk bila bahan baku berupa padatan berbentuk bubur halus atau butiran
kecil
Jenis Gas
Methana CH
4
54 - 70 Karbondioksida CO
2
27 - 45 2.
Derajat keasaman pH Bakteri anaerob akan giat bekerja pada pH 6,8
– 8 bila pH terlalu asam dapat ditambahkan bahan yang bersifat basa seperti kapur dan
sebaliknya Nitrogen N
2
0,5 – 3,0 Karbonmonoksida CO
0,1 Oksigen O
2
0,1 Hidrogen Sulfida H
2
S Sangat sedikit
3. Temperatur
Suhu pembentukan biogas yang baik adalah sekitar 30–55
o
C sesuai dengan lingkungan yang cocok untuk bakteri.
4. Pengenceran bahan baku
Bahan baku perlu diencerkan dengan air dengan perbandingan 1:1
Beberapa Energi Alternatif yang Terbarukan… Melvin Emil Simajuntak 292
Metode Pembuatan Biogas
Siapkan kotoran sapi dan air dalam jumlah yang sama di mana volumenya hampir sama
dengan digester. 1.
Kedua bahan tersebut dicampur dalam wadah terpisah agar cepat tercampur rata dapat
dilakukan dengan pengaduk 2.
Bila campuran masih tampak agak kental dapat ditambahkan sedikit lagi air.
3. Masukkan bahan kotoran ke dalam tangki
pencerna dan biarkan selama 1 – 2 minggu. Gas yang diperoleh pada minggu pertama ini
harus dibuang karena masih bercampur dengan udara.
Gambar 7: Instalasi biogas
Keterangan gambar: 1.
Saluran masuk kotoran 2.
Digester tangki pemroses biogas 3.
Saluran masuk biogas satu arah 4.
Tangki penampung biogas 5.
Sal uran keluar biogas satu arah 6.
Katup distribusi gas. 7.
Tangki air pemberi tekanan ke tangki 4 8.
Saluran air 9.
Saluran keluar kotoran
5. Biogas dari Sampah Kota
