Pembuatan Biopremium dari Singkong

BIOTANOL
Dari Limbah Tepung ke Premium

(Senin, 24/08/2009 01:08:38) Bioethanol adalah ethanol (ethyl alcohol dengan rumus kimia C2H5OH) yang diproduksi dari bahan bakar nabati. Bioethanol merupakan suatu cairan bersih yang tidak berwarna, bila digunakan tidak menyebabkan polusi lingkungan, dan bila dibakar menghasilkan gas asam arang (karbon dioksida atau CO2) dan air.
Penggunaan ethanol umumnya digolongkan ke dalam tiga kelompok, yaitu sebagai bahan minuman (beralkohol), bahan bakar (energi), dan penggunaan untuk industri (sebagai pelarut ataupun pembuatan zat kimia lain).
Di sektor energi, penggunaan bioethanol sebagai bahan bakar didasarkan pada kenyataan bahwa bioethanol cukup mudah terbakar. Bioethanol murni dapat saling larut sempurna dengan premium dalam segala perbandingan serta merupakan komponen pencampur beroktan tinggi (High Octane Migas Component atau HOMC) bagi premium. Oleh karena itu, bioethanol dapat juga disebut biopremium karena dapat digunakan sebagai penambah atau pengganti bahan bakar premium.
Bioetanol merupakan alat dengan bahan dasarnya dari limbah tepung tapioca yang berasal dari ketela pohon atau singkong, diproses untuk dimanfaatkan sebagai bioetanol untuk bahan bakar alternatif pengganti premium. Alat ini terdiri dari beberapa sistem, yaitu; sistem Sacharifikasi, sistem fermentasi, sistem distilasi, dan sistem kondensasi yang mampu memproduksi bioetanol dengan kapasitas 10 liter/hari.
Hasil dari bioetanol ini telah diuji di lab TAKI ITS untuk mengetahui karakteristiknya. Hasilnya menunjukan bahwa biotanol ini bekerja dengan baik, terbukti dari hasil pengujian diperoleh bioetanol dari limbah tepung tapioka yang memiliki karakteristik hampir sama dengan bahan bakar premium.

Pembuatan Alat
Diawali pada proses fermentasi, yaitu tepung yang telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa). Proses selanjutnya melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2.
Bubur kemudian dialirkan kedalam tangki fermentasi dan didinginkan pada suhu optimum kisaran 28-32 C. Ini membutuhkan ketelitian agar tidak terkontaminasi mikroba lainnya. Karena itu keseluruhan rangkaian proses liquifikasi, sakarifikasi dan fermentasi haruslah dilakukan pada kondisi bebas kontaminan.
Selanjutnya ragi akan menghasilkan etanol sampai kandungan etanol dalam tangki mencapai 8-12 % (biasa disebut dengan cairan beer), dan selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan etanol akan berakibat racun bagi ragi. Tahap selanjutnya adalah destilasi, namun sebelum destilasi perlu dilakukan pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging selama proses destilasi.
Lalu dilanjutkan pada proses destilasi. Proses destilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol). Dimana campuran etanol dan air setelah divakum dari proses fermentasi, kemudian campuran tersebut (etanol dan air) dihisap oleh pompa motor menuju tangki destilasi untuk didestilasi.
Titik didih etanol murni adalah 780 C sedangkan air adalah 100 C (kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 %. Etanol inilah yang dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Kerangka Tetap
Unit kerangka tetap adalah komponen yang berfungsi sebagai landasan dan penyangga dari unit kerangka kerja dan unit pengontrol. Komponen ini terbuat dari besi siku, besi plat, dan pipa besi,yang pengerjaanya menggunakan pekerjaan las. Adapun gambar rancangan separti gambar dibawah ini :

Gambar 3.2 Rancangan Kerangka Tetap.

Alat
Las listrik, geraji besi, mesin gerinda, sikat besi, amplas, mesin bor, martil, mistar, tang, kunci pas, penitik, kikir.

Bahan yang diperlukan
Besi plat siku dengan panjang 12500 mm, lebar 30 mm dan tebal 2 mm untuk bingkai meja. Pipa besi dengan ukuran panjang 2500 mm, diameter pipa 20 mm dan tebal 2 mm untuk tiang penyangga tabung, 1 lembar pelat dengan panjang 1500 mm, lebar 700 mm dan tebal 1 mm untuk meja penyangga, paku ripet, kawat las, cat, thiner.

Bahan Dasar
Ubi kayu (singkong), ragi, dan air.

Meja penyangga
Dalam pembuatan meja untuk unit kerja dan unit komponen dilakukan dengan memilih pelat lembaran berketebalan 1 mm, karena alas ini nantinya akan menyangga komponen unit kerja dan harus tahan terhadap beban dari unit kerangka kerja sewaktu proses produksi. Sebelum membuat alas, lebih dahulu membuat rangka dari sebuah plat siku yang dirangkai seperti bentuk trapesium yang mempunyai ukuran panjang 1500 mm, lebar 700 mm, tinggi 400 mm dan tebal 2 mm. Setelah selesai pelat setebal 1 mm tersebut kita pasang diatasnya, samping kemudian kita kunci dengan las.

Tiang Penyangga
Dalam pembuatan tiang penyangga dilakukan dengan memotong pipa besi yang berukuran panjang 600 mm, dan 700 mm dan berdiameter 20 mm menggunakan gergaji. Setelah terpotong kita pasang pada posisi bagian belakang meja penyangga yang mana pengerjaanya menggunakan pekerjaan las. Setelah tiang penyangga sudah terpasang selanjutnya meletakkan unit kerja pada masing-masing tiang penyangga.
Unit kerangka kerja
Unit kerangka kerja pada proses destilasi adalah komponen berupa besi stenliss steel yang berbentuk sebuah tabung dan kerucut yang digabung yang mana pengerjaanya menggunakan pekerjaan las. Adapun gambar rancanganya seperti gambar 3.3 dibawah ini :

Gambar 3.3 Rancangan kerangka kerja.
Tabung dan kerucut
Volume kerangka kerja terdiri dari volume tabung dan kerucut.
Volume tabung : Luas alas x tinggi
Volume kerucut : 1/3 Luas alas x tinggi
Dimana luas alasnya adalah lingkaran maka :
Volume tabung : 3,14 x r2 x tinggi tabung
3,14 x 7,52 cm x 30 cm
3,14 x 56,25 cm x 30 cm = 5298,75 cm3
Volume kerucut bawah : 1/3 x 3,14 x r2 x tinggi kerucut
1/3 x 3,14 x 7,52 cm x 7 cm = 412,125 cm3
Volume kerucut atas : 1/3 x 3,14 x r2 x tinggi kerucut
1/3 x 3,14 x 7,52 cm x 5 cm = 294,37 cm3
Jadi volume tabung kerja 5298,75 cm3 + 412,125 cm3 + 294,37 = 6005,24 cm3

Bahan
Pipa stainlees berukuran panjang 300 mm dan berdiameter 150 mm untuk tabung proses destilasi, plat stainlees berukuran panjang 400 mm, lebar 400 mm dan tebal 2 mm sebagai penutup tabung dan kerucut tabung, kawat las

Proses pembuatan :
Unit kerangka kerja merupakan unit pada proses produksi biopremium, unit ini terdiri dari beberapa bagian, antara lain :
Penutup tabung
Dalam pembuatan penutup tabung,digunakan sebuah plat stainlees dibentuk kerucut dengan ukuran diameter 150 mm, dan bagian tepi diberi lubang untuk tempat mur dan baut pengeras penutup agar tidak bocor.

Elemen pemanas :
Dalam pembuatan tabung dengan ukuran tinggi 300 mm dan diameter 150 mm. Didalam tabung dipasang elemen pemanas dan dinding tabung dilubangi sesuai dengan mur elemen pemanas. Setelah dirangkai dengan tabung menggunakan baut.



Pompa motor
Pompa motor terletak diantara saluran pembuangan tabung fermentasi ke saluran pemasukan tabung destilasi.
Pengontrol
Unit komponen pengontrol terletak pada unit kerangka tetap yang mana khususnya pada bagian meja penyangga.
Thermocontrol.
Saklar.
Adapun rancangan dari keseluruhan alat biopremium seperti gambar dibawah ini :



Gambar 3.4 Alat Biopremium.

Tempat dan waktu pengerjaan alat bioetanol.
a. Waktu pengerjaan
Waktu pengerjaan sekitar satu bulan.
b. Tempat pengerjaan.
Untuk pengerjaan pengelasan dan perakitan dilakukan di bengkel pribadi � TEGUH JAYA � di daerah perumahan kepuh permai waru sidoarjo. Sedangkan untuk instalasi kelistrikan dikerjakan di laboratorium bahan bakar fakultas teknik Universitas Negeri Surabaya.