Uraian Proses Terpilih PEMILIHAN DAN DESKRIPSI PROSES

37 hemiselulosa. Reaksi hidrolisis menggunakan enzim selulase terjadi hanya untuk substat spesifik, yaitu gugus selulosa, jadi komponen gula dari hemiselulosa tidak dapat diperoleh. Proses hydrolisis merubah selulosa menjadi glukosa. Selulosa yang berupa padatan berubah menjadi glukosa yang berupa cairan. Fraksi lain yang terkadung didalam aliran keluar Hydrolysis Tank adalah hemiselulosa yang berupa padatan. Agar tidak memperbesar beban kerja alat proses selanjutnya, komponen padatan ini dipisahkan menggunakan Rotary Vacuum Filter S-302. Fraksi cair dilanjutkan ke proses fermentasi, sedangkan fraksi padat dapat berpotensi dijadikan produk samping. Proses fermentasi menggunakan jamur Saccharomices cereviceae yeast. Yeast terlebih dahulu dikembangbiakkan agar penggunaan yeast starter berkurang. Aliran proses dibagi menjadi 11 bagian, dimana 1 bagian untuk proses pengembang biakan yeast, dan 10 bagian lainnya langsung menuju proses fermentasi. Aliran F24 untuk membuat bubur induk yeast disertai flowmeter, sehingga laju alir akan terbagi sesuai dengan 1:10. Aliran F25 mengalir ke heat exchanger N. Heat exchanger N berfungsi sebagai pendingin utama bubur yang mendinginkan bubur hingga suhu 22 o C ke Fermenter F-301. Aliran F24 yang bersuhu 47 o C dialirkan menuju Sterillizer H-302. Sterilisasi menggunakan steam dengan kontak langsung. Sterilisasi juga merusak enzim dan merubah kondisi lingkungan sehingga enzim menjadi rusak dan tidak lagi aktif. Keluaran sterilisasi harus didinginkan lagi untuk memenuhi kondisi operasi pengembangbiakan yeast. Pendinginan secara bertahap hingga diperoleh suhu 32 o C. 38 Setelah aliran dingin, kemudian pada Propagation Tank T-301 disuplai dengan nutrisi penunjang pertumbuhan yeast urea dan pencegah pertumbuhan bakteri lain Piniciline G. Pertumbuhan yeast terjadi pada kondisi aerob, sedangkan pada kondisi anaerob, yeast cenderung untuk membentuk etanol. Aerasi diumpankan dengan sparger. Yeast induk yang berupa serbuk juga diumpankan melalui udara. Pengembangbiakan yeast berhasil apabila jumlah yeast telah mencapai 380 juta selml. Aliran F26 bersuhu 47 o C setelah proses hidrolisis didinginkan dengan Heat Exchanger H-301. Aliran yang telah kaya akan yeast dikeluarkan melalui bagian atas Propagation Tank, kemudian menuju Fermentor F-301. Proses fermentasi berlangsung selama 30-32 jam. Fermentor dibagi menjadi 6 tangki untuk memenuhi waktu tinggal tersebut. Proses fermentasi menghasilkan etanol dan karbon dioksida. Karbon dioksida berfasa gas akan keluar melalui atap fermentor. Gas yang keluar akan mengandung etanol. Untuk mengurangi kehilangan produk, gas keluaran fermentor dialirkan ke Scrubber S-401 dan air pencuci udara kemudian dialirkan ke distilasi D-401. Etanol yang diperoleh pada fermentor sebesar 12. Pemisahan selanjutnya adalah proses distilasi. Distilasi bertujuan untuk menghasilkan produk etanol 95 dengan memisahkan sebagian besar air dan bahan lain yang tidak memenuhi spesifikasi produk. Distillasi D-401 bertujuan untuk memisahkan bahan lain, seperti padatan xylan dan biomassa yeast, dll. Distillasi D-402 bertujuan untuk memisahkan etanol dan air. Pemisahan penggunakan distilasi terbatas oleh azeotrop di 95. 39 Produk etanol 95 tersebut selanjutnya dihilangkan kandungan airnya menggunakan adsorber hingga etanol 99. Adsorber yang digunakan adalah molecular sieve 3A. Adsorber tersebut digunakan berulang dengan waktu operasi hingga waktu regenerasi adalah 10 menit. Regenerasi adsorben secara Backwash menggunakan produk adsorpsi itu sendiri. Produk hasil adsorpsi sudah memenuhi spesifikasi produk, dan disimpan pada tangki produk T-601. Penjelasan singkat deskripsi proses dapat dilihat pada gambar 2.9 yang berupa blok diagram. 40 S-101 Suction F1 F2 F3 S-102 Cyclone F4 F5 M-102 Mill F6 MP-101 Mix Point F7 S-103 Cyclone F8 F10 T-203 F11 R-201 F12 Q201 in Q201 out H-203 F13in F13out Q203 in Q203 out S-201 F14 S-202 H-202 F12in F12out Q203 in Q203 out F17 F16 F15 F9 Gambar 2.9. Blok diagram proses Pretreatment hingga Tangki Netralisasi 41 H-301 F301in F301out Q301 in Q301 out F15 T-204 F18 F19 F23 F21 F20 F22 R-301 SP-301 F24 F25 F16 T-205 H-302 F26out F26in Q302 in Q302 out H-302 F27in H-303 Q303 in Q303 out T-301 F31 F32 F-301 F302 F28 F29 F25 F33 F34 S-301 F35 F36 F27out F30 D-401 F33 D-501 F42 F40 F38 F41 F37 F39 Gambar 2.10. Blok Diagram Proses Conditioning Tank hingga Adsorpsi

BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

3.1. Bahan Baku

3.1.1. Ampas Tebu

Ampas tebu Bagasse merupakan hasil samping proses pembuatan gula tebu sugar cane. Komponen kandungan Ampas Tebu ditunjukkan oleh tabel 3.1. berikut. Tabel 3.1. Komposisi Ampas Tebu Komponen Kandungan Selulosa Hemiselulosa Lignin Ash 52,7 20,0 24,2 3,1 Sumber: Samsuri, 2005. Ampas Tebu yang pabrik terima memiliki 2 jenis spesifikasi. Jenis Pressed Bagasse dan Origin Bagasse adalah spesifikasi umum dalam penjualan Ampas Tebu. Jenis Pressed Bagasse lebih umum untuk pembelian dari tempat yang jauh, karena kadar air lebih sedikit sehingga lebih efisien dalam transportasi. Sedangkan jenis Origin Bagasse adalah pembelian dari lingkungan setempat yang tidak terlalu jauh dari pabrik. Origin Bagasse lebih banyak digunakan karena sumber bahan baku pabrik berasal dari PG. Gunung Madu Plantation, PG. Gula Putih 43 Mataram, PG. Sweet Indo Lampung dan PG. Bunga Mayang yang tidak jauh dari lokasi Pabrik Etanol Ampas Tebu Lampung. Tabel 3.2. Spesifikasi Pressed Bagasse Spesifikasi Nilai dan Satuan Panjang Serat 1,5 cm Kadar air 8-10 Bentuk pengiriman Balekubus Ukuran packing 40 cm x 40 cm x 40 cm Berat 1 bale 30 - 31 kg Harga USD 145ton Kapasitas angkut kontainer 40 kaki = 500 bale Kapasitas angkut tronton 30 ton Sumber: Fahmi, 2013. a b Gambar 3.1. Pressed Bagasse a. Bentuk pengiriman Pressed Bagasse, b Panjang serat Pressed Bagasse 1,5 cm Sumber: Fahmi, 2013. Tabel 3.3. Spesifikasi Origin Bagasse Spesifikasi Nilai dan Satuan Bentuk Tak beraturan Kadar air 17-25 Bentuk pengiriman bulk curah Harga Rp 300.000ton Kapasitas angkut tronton 15 ton Sumber: Fahmi, 2013. 44 Gambar 3.2. Origin Bagasse Sumber: Fahmi, 2013. Komponen dari ampas tebu, selulosa, hemiselulosa dan lignin, memiliki sifat kimia sebagai berikut:

a. Selulosa

Selulosa adalah polimer dari polisakarida berantai lurus yang tersusun atas unit-unit glukosa atau unit sellobiosa dengan penghubung ikatan β-1-4-glukan dan memiliki struktur kristal. Komponen utama penyusun jaringan sel tumbuh- tumbuhan pada tumbuhan pada umumnya adalah selulosa. Gambar 3.3. Struktur dan ikatan monomer selulosa o Rumus molekul : C 6 H 10 O 5 n o Mempunyai serat dengan warna putih o Tidak larut dalam air dan organik lainnya 45 o Polimer alam berupa zat karbohidrat polisakarida o Terhidrolisis dalam uap air panas menjadi glukosa. C 6 H 10 O 5 n + n H 2 O C 6 H 12 O 6 Selulosa glukosa o Terhidrolisis dalam larutan asam membentuk glukosa. C 6 H 10 O 5 n + n H 2 O C 6 H 12 O 6 Selulosa glukosa Wertheim, 1956 o Bereaksi dengan asam asetat membentuk selulosa asetat. o Bereaksi dengan asam nitrat membentuk selulosa nitrat. Meyer Lilian, 1960

b. Hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan heteropolimer yang mengandung galaktosa, glukosa, arabinosa, dan sedikit rhamnosa, asam glukoronik, asam metil glukoronik dan asam galakturonik. Berkebalikan dengan selulosa, hemiselulosa memiliki struktur acak dan amorf sehingga lebih mudah dihidrolisis dibandingkan selulosa Taherzadeh dan Karimi, 2008 Gambar 3.4. Struktur dan ikatan monomer Hemiselulosa o Rumus molekul : C 5 H 8 O 4 n o Tidak bersifat serat o Mudah mengembang o Lebih mudah larut dalam pelarut alkali o Non kristalin hidrolisis H 2 SO 4