pendahuluan biopremium dari ubi kayu
TRANSCRIPT
-
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
I.1.1 Sejarah
Pada era globalisasi saat ini, teknologi merupakan media
yang memudahkan seseorang untuk melakukan aktivitas. Seiring
berjalannya waktu, kebutuhan masyarakat terhadap teknologi pun
meningkat. Hakekat seorang manusia yang tak pernah puas akan
keinginannya tersebut akhirnya menjadikan sebuah alasan
mengapa sering terjadi kerusakan alam. Seperti halnya kendaraan
bermotor yang dahulu jarak dan waktu tidak akan
dipermasalahkan. Kenikmatan kendaraan pribadi inilah yang
menyebabakan kenaikan jumlah kendaraan bermotor setiap
tahunnya.
Berikut data statistik jumlah kenaikan kendaraan
bermotor mulai tahun 1999-2012 dari Badan Pusat Statistik:
Tabel I.1 Data Statistik Kendaraan Bermotor dari Tahun 2005-2012
Tahun Mobil
Pribadi Bus Truk
Sepeda
Motor Jumlah
2005 4.076.230 1.110.25 2.875.11 28.531.83 37.623.43
2006 6.035.291 1.350.04 3.398.95 32.528.75 43.313.05
2007 6.877.229 1,736.08 4.234.23 41.955.12 54.802.68
2008 7.489.852 2.059.18 4.452.34 47.683.68 61.685.06
2009 7.910.407 2.160.97 4.452.34 52.767.09 67.336.64
2010 8.891.041 2.250.10 4.687.78 61.078.18 76.907.12
2011 9.548.866 2.254.40 4.958.73 68.839.34 85.601.35
2012 10.432.259 2.273.82 2.273.82 76.381.18 94.373.32
(Sumber : Berdasarkan data BPS, 2012)
Menurut Tabel I.1 pada tahun 2005 hingga 2012 jumlah
rata-rata kenaikan kendaraan bermotor setiap tahunnya semakin
meningkat. Pada tahun 2006, jumlah kendaraan bermotor
-
I-2
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
melonjak 5.689.620 lebih banyak daripada tahun 2005. Hal ini
selalu meningkat tiap tahunnya.
Namun dari data ketersediaan minyak bumi menyatakan
bahwa produksi minyak Indonesia sejak 10 tahun terakhir turun
sebesar 35 % dari 1.33 juta bph menjadi 0.88 juta bph sedangkan
konsumsi saat ini sudah mencapai 1.2 juta bph. Demikian juga
rasio cadangan minyak dimana terbukti dapat diproduksi hingga
12 tahun kedepan.
Hal ini terlihat bahwa penggunaan premium juga tidak
dapat digunakan dalam jumlah banyak. Premium adalah bahan
bakar dengan nilai oktan terendah. Nilai oktan pada bahan bakar
menentukan sedikit banyaknya timbal atau Pb yang dihasilkan
kendaraan bermotor. Selain dapat mencemari lingkungan,
premium juga tidak terlalu baik untuk mesin karena bahan bakar
premium menyebabkan knocking yang akan berakibat terjadinya
inefisiensi pada mesin kendaraan.
I.1.2 Alasan Pendirian Pabrik
Manusia memiliki kebutuhan berlebih terhadap energi,
terbukti dari permintaan global terhadap energi yang telah
meningkat tiga kali lipat sejak tahun 1950. Hingga sekarang,
penggunaan energi berkisar 10.000 juta ton minyak setahun.
Menurut Interational Energy Agency 2006, konsumsi energi
dunia akan mencapai 34% per tahun. Sebagian besar peningkatan
permintaan terjadi di negara-negara berkembang (emerging
markets). Namun, mayoritas pasokan energi tersebut masih
tergantung pada bahan bakar fosil, yakni batu bara, minyak bumi,
dan gas (Roy, H., 2007).
Bioetanol dikenal sebagai bahan bakar yang ramah
lingkungan karena bersih dari emisi bahan pencemar. Bioetanol
dapat dibuat dari bahan baku tanaman yang mengandung pati
-
I-3
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
seperti ubi kayu, ubi jalar, jagung, sagu, dan tetes. Ubi kayu, ubi
jalar, dan jagung merupakan tanaman pangan yang biasa ditanam
rakyat hampir di seluruh wilayah Indonesia, sehingga jenis
tanaman tersebut merupakan tanaman yang potensial untuk
dipertimbangkan sebagai sumber bahan baku pembuatan
bioetanol atau gasohol. Pada tahun 1982 BPPT telah mengawali
pembangunan pabrik etanol di Tulang Bawang yang berkapasitas
15.000 liter etanol/hari yang setiap harinya memerlukan sekitar
90 ton bahan baku ubi jalar dan atau ubi kayu. Pembangunan
pabrik etanol tersebut dimaksudkan sebagai substitusi premium di
sektor transportasi khususnya untuk wilayah yang menghasilkan
ubi jalar dan atau ubi kayu. Berkaitan dengan hal tersebut, pada
tahun 1883 Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT)
melakukan pengkajian pemanfaatan campuran bioetanol dan
premium pada bahan bakar kendaraan berbahan bakar premium di
Indonesia (Wahid, 2005).
Meskipun program pemanfaatan bioetanol pada saat itu
sebagai bahan bakar kendaraan secara ekonomi masih belum
layak, namun program tersebut mempunyai manfaat lain, yaitu
dapat mengurangi konsumsi bahan bakar minyak (BBM) di
dalam negeri, mendorong program diversifikasi
(penganekaragaman) energi, mendorong terciptanya pemanfaatan
energi yang berwawasan lingkungan (etanol termasuk bahan
bakar yang bersih dari bahan pencemar), merangsang
pertumbuhan industri penunjang serta mendorong terciptanya
lapangan kerja dan peningkatan ekonomi di daerah (Wahid,
2005).
I.1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Pada sebuah kasus harga minyak yang tinggi, bioetanol
sebagai sumber energi alternatif pengganti atau campuran bensin
-
I-4
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
(premium) diperkirakan akan layak secara ekonomi mulai tahun
2013. Sehingga kebutuhan bahan baku dan lahan untuk
memenuhi kebutuhan bioetanol tersebut berada menurut jenis
bahan baku. Bahan baku ubi kayu diperkirakan lebih efisien
dalam penggunaan lahan, karena mempunyai rata-rata
produktivitas per hektar paling tinggi, yaitu 12,60 ton/hektar
diikuti produktivitas ubi jalar dan jagung, masing-masing 9,74
ton/hektar dan 2,79 ton/hektar. Perkiraan ini ditunjang dari data
Badan Pusat Statistik tahun 2004 mengenai perkiraan kebutuhan
lahan dan bahan baku untuk bioetanol dalam memenuhi
kebutuhan energi pada sektor transportasi.
Tabel I.2 Perkiraan Kebutuhan Lahan dan Bahan Baku untuk Bioetanol
dalam Memenuhi Kebutuhan Energi pada Sektor Transportasi.
Tahun
Bioetanol Ubi Kayu
Energi
(PJ)
Volume
(KL)
Lahan
(Ha)
Produksi
(Ton)
2013 9.99 475.314 163.901 2.261.840
2014 15.6 742.232 255.942 3.532.002
2015 59.55 2.833.329 977.010 13.482.740
2016 80.9 3.849.141 1.327.290 18.316.602
2017 140.6 6.689.607 2.306.761 31.833.304
2018 179.9 8.131.251 2.803.880 38.693.540
2019 230.6 10.971.717 3.783.351 52.210.241
2020 359.55 17.107.029 5.898.976 81.405.864
2021 425.76 20.257.235 6.985.253 96.396.498
2022 470.85 22.402.572 7.725.025 1.07E+08
2023 515.17 24.511.273 8.452.163 1.17E+08
2024 559.3 26.610.935 9.176.184 1.27E+08
2025 613.34 29.182.104 10.062.794 1.39E+08
(Sumber: Diolah berdasarkan BPS (2004) dan BBTP-BPPT (2005))
Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa produksi ubi kayu
adalah yang paling tinggi dibanding dengan produksi ubi jalar dan
-
I-5
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
jagung. Sehingga pemanfaatan ubi kayu sebagai bahan baku
utama pembuatan bioetanol dapat memenuhi kebutuhan bahan
dari biopremium. Oleh karena itu berdasarkan efisiensi
produktivitas dan kebutuhan lahan. ubi kayu dapat menjadi
pilihan yang paling potensial sebagai pabrik biopremium dengan
sumber bahan baku pembuatan etanol di Indonesia (Suarna.
2009).
I.1.4 Kebutuhan Aspek Pasar
Tabel I.3 Data Ekspor Impor Bioetanol di Indonesia (Sumber: BPS
Jawa Timur, 2008)
Tahun
Jumlah Ekspor
Bioetanol
Jumlah Impor
Bioetanol
(kg / tahun) (kg/ tahun)
2006 23.740.168 29.030
2007 25.894.803 2.024.053
2008 35.161.371 49.426
2009 25.045.860 47.553
2010 36.461.076 137.892
Rata-rata 29.260.655 457.590
Tabel 1.4 Data Produksi Bioetanol
Tahun Produksi bioetanol
(kg/thn)
2003
2004
2005
2006
2007
124.968.132
126.781.254
132.539.376
133.934.328
137.544.792
Rata-rata 131.153.576
-
I-6
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
Tabel I.5 Data Produksi Premium di Indonesia
Tahun Jumlah (barrel)
2009 74.738.421
2010 70.803.943
2011 67.641.902
2012 67.683.709
2013 69.456.720
(Sumber: BPS Jawa Timur, 2013)
Berdasarkan tabel di atas produksi ekspor dan impor
bioetanol semakin meningkat dan produksi premium di Indonesia
mengalami kenaikan pada tahun 2012. Sehingga dapat diprediksi
bahwa bahwa kebutuhan dan aspek pasar bioetanol dan premium
cukup besar.
I.1.5 Kapasitas dan Lokasi Pabrik
I.1.5.1 Penentuan Kapasitas Produksi
Produksi bioetanol di Indonesia setiap tahun mengalami
kenaikan yang cukup signifikan. Penentuan kapasitas pendirian
pabrik ini didasarkan pada kebutuhan bioetanol, ekspor dan
impor, serta kebutuhan bioetanol dalam negeri. Dimana data-data
tersebut didapatkan dari Badan Pusat Statistik Jawa Timur.
Tabel I.6 Konversi Bahan Baku Tanaman yang Mengandung Pati atau
Karbohidrat dan Tetes menjadi Bioetanol
Bahan Baku Kandungan
Gula (Kg)
Bioetanol
(Liter)
Perbandingan
Bahan Baku
dan Bioetanol
Jenis Konsumsi
(Kg)
Ubi
Kayu
1000 250-300 166,6 6,5:1
Ubi
Jalar
1000 150-200 125 8:1
Jagung 1000 600-700 200 5:1
Sagu 1000 120-160 90 12:1
Tetes 1000 500 250 4:1
-
I-7
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
Kapasitas Produksi
Biopremium adalah hasil campuran antara bioetanol
dengan premium. Oleh karena itu, perlu adanya perhitungan
kapasitas produksi tiap bahan baku yang digunakan. Dari data
Tabel I.7, konversi kandungan bioetanol pada ubi kayu dengan
basis 1000 kg diperoleh 166,6 liter bioetanol.
Bioetanol dari ubi kayu 166.6 liter dikonversikan dalam
bentuk kilogram:
166,6 liter = 166,6 dm3 = 166.600 cm
3
Untuk mendapatkan massa bioetanol, maka dapat
dikalikan dengan densitasnya:
Densitas bioetanol = 0,79 gr/cm3
Massa bioetanol = 0,79 gr/cm3 x 166.600 cm
3
= 131.614 gr
= 131,614 kg 132 kg
Jika basis 1000 kg ubi kayu diperoleh 166,6 liter
bioetanol, maka setelah dikonversi dapat diasumsikan 1000 kg
ubi kayu diperoleh 132 kg bioetanol.
Pabrik biopremium ini diperkirakan akan didirikan pada
tahun 2021. Pada Tabel I.2 prediksi bioetanol yang dapat
diproduksi sebanyak 20.257.235 kL. Jika dikonversikan menjadi
kilogram, maka:
Bioetanol = 20.257.235 kL
= 20.257.235.000 L
= 20.257.235.000.000 cm3
Densitas bioetanol = 0,79 gr/cm3
Massa bioetanol = 0,79 gr/cm3 x 20.257.235 x 10
6cm
3
= 16.003.215,65 x 106 gr
-
I-8
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
= 1,6 x 107 x 10
6 gr
= 1,6 x 107 ton
Grafik I.1 Prediksi Produksi Premium di Indonesia
Pada grafik diatas didapatkan 8.905.528 ton premium
pada tahun 2021. Sehingga biopremium:
Biopremium = Bioetanol + Premium
= 16.000.000 ton + 8.905.528 ton
= 24.905.528 ton
Asumsi produksi pabrik biopremium 3% dari perhitungan
data BPS, maka:
3% x 24.905.528 ton = 747.166 ton/tahun
Produksi biopremium perhari:
747.166 / 330 = 2.264 ton/hari (Produksi biopremium)
Biopremium merupakan campuran antar 95% premium dan 5%
bioetanol, sehingga:
Ubi kayu dalam bioetanol yang terkandung:
5% x 747.166 = 37.358,3 ton bioetanol/tahun = 113,207 ton
bioetanol/hari
113 ton bioetanol / 13% = 870,769 ton ubi kayu/hari
Premium dalam biopremium yang terkandung:
R = 0.9956
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
7000000 8000000 9000000
Tah
un
Produksi Premium (ton)
PrediksiProduksiPremium diIndonesia
Linear (PrediksiProduksiPremium diIndonesia)
-
I-9
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
95% x 747.166 = 709.807,7 ton premium/tahun = 2.151,93 ton
premium/hari
1.1.5.2 Penentuan Lokasi Pabrik
Gambar I.1 Peta Kabupaten Tulang Bawang, Ibukota Menggala,
Lampung Sumatera Selatan.
Lokasi yang akan dipilih untuk pembangunan pabrik ini
adalah di daerah Tulang Bawang, Lampung, Sumatera Selatan.
Alasan pemilihan lokasi ini :
a. Ditinjau dari lokasi lahan sumber bahan baku
Lokasi ini dipilih karena berdekatan dengan sumber
bahan baku (ubi kayu).
b. Ditinjau dari produksi bahan baku
Lampung merupakan penghasil ubi kayu terbesar di
Indonesia.
Tabel I.5 Data Produksi Potensi Ubi Kayu di Lampung
Tahun Jumlah (ton/tahun)
2009 7.569.178
2010 8.637.594
2011 9.193.676
-
I-10
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
2012 8.387.351
2013 8.237.627
(Sumber : BPS Jawa Timur, 2013)
c. Ditinjau dari luas panen
Lampung memiliki lahan terluas di Indonesia. Sehingga
panen ubi kayu akan melimpah.
Tabel I.6 Luas Panen Ubi Kayu di Lampung
Tahun Jumlah (ha/tahun)
2009 309.047
2010 346.217
2011 368.096
2012 324.749
2013 314.607
(Sumber: BPS Jawa Timur, 2013)
Dasar pemilihan lokasi di Lampung dikarenakan
Lampung merupakan provinsi yang memproduksi tanaman ubi
kayu terbanyak di Indonesia dengan total kapasitas 8.237.627
ton/tahun. Latar belakang inilah yang mendasari pemilihan judul:
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
I.2 Dasar Teori
I.2.1 Pengertian Biopremium
Biopremium merupakan bahan bakar alternatif
hasil pencampuran antara bioetanol (5%) dengan premium
(95%). Bioetanol ini merupakan etanol dengan kadar
kemurnian tinggi. yaitu mencapai 99.5%.
a. Bioetanol
Produksi etanol atau bioetanol (alkohol)
dengan bahan baku tanaman yang mengandung pati
atau karbohidrat dilakukan melalui proses konversi
-
I-11
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
karbohidrat menjadi gula (glukosa) larut air. Selain
etanol atau bioetanol dapat diproduksi dari bahan baku
tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat. juga
dapat diproduksi dari bahan tanaman yang
mengandung selulosa. namun dengan adanya lignin
mengakibatkan proses penggulaannya menjadi lebih
sulit. sehingga pembuatan etanol atau bioetanol dari
selulosa tidak perlu direkomendasikan (Nurdyastuti.
2011).
Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari
fermentasi glukosa (gula) menggunakan bantuan ragi
atau yeast terutama jenis Saccharomyces cerevisiae.
Pemisahan bioetanol selanjutnya dilakukan dengan
destilasi (Mailool. 2010).
Mengingat pemanfaatan etanol atau bioetanol
beraneka ragam sehingga grade etanol yang
dimanfaatkan harus berbeda sesuai dengan
penggunaannya. Untuk etanol atau bioetanol yang
mempunyai grade 90-96.5% vol dapat digunakan pada
industri. sedangkan etanol atau bioetanol yang
mempunyai grade 96-99.5% vol dapat digunakan
sebagai campuran untuk miras dan bahan dasar industri
farmasi. Berlainan dengan besarnya grade etanol atau
bioetanol yang dimanfaatkan sebagai campuran bahan
bakar untuk kendaraan yang harus betul-betul kering
dan anhydrous supaya tidak korosif. sehingga etanol
atau bioetanol harus mempunyai grade sebesar 99.5-
100% vol. Perbedaan besarnya grade akan berpengaruh
terhadap proses konversi karbohidrat menjadi gula
(glukosa) larut air (Nurdyastuti. 2011).
-
I-12
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
Bioetanol dapat dihasilkan dari bahan bergula
(molasses. aren dan nira lain). bahan berpati (ubi kayu.
jagung. sagu. dan jenis umbi lainnya). dan bahan
berserat (lignoselulosa) (Mailool. 2010).
b. Premium
Premium adalah bahan bakar minyak jenis
distilat berwarna kekuningan yang jernih. Premium
merupakan BBM dengan oktan atau Research Octane
Number (RON) terendah di antara BBM untuk
kendaraan bermotor lainnya. yakni hanya 88. Pada
umumnya. Premium digunakan untuk bahan bakar
kendaraan bermotor bermesin bensin. seperti: mobil.
sepeda motor. motor tempel. dan lain-lain. Bahan bakar
ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol
(Wikipedia. 2014).
Premium merupakan campuran dari
hidrokarbon parrafins. olefin. napthene. dan aromatic.
Komposisi premium tergantung pada sumber minyak
bumi dan proses refining. Premium mempunyai
temperatur nyala minimum yakni 360C (Sururi.
2012). Ada beberapa batasan untuk komposisi
premium yang harus diperhatikan. Berikut merupakan
spesifikasi BBM jenis bensin 88 sesuai dengan SK
Dirjen Migas No. 3674.K/DJM/2006 tanggal 17 Maret
2006:
Tabel I.8 Karakteristik Premium
N
o. Karakteristik Satuan
Batasan Metode
Uji ASTM Min. Maks.
1. Bilangan Oktana D 2699
- Angka Oktana RON 88.0 - D 323
-
I-13
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
Riset (RON)
2. Tekanan Uap kPa - 62 D 2622
3. Kandungan
Sulfur % m/m - 0.05 D 1298
4. Berat Jenis pada
15o
kg/m3 715 780 D 86
5. Distilasi
10% vol.
Penguapan oC - 74
50% vol.
Penguapan oC 88 125
90% vol.
Penguapan oC - 180
Titik didih akhir oC - 215
Residu % vol - 2.0 AAS
6. Kandungan
Timbal (Pb) g/l - 0.013 Visual
7. Penampilan
Visual
Jernih dan
Terang
8. Warna Kuning Gravimetri
9. Kandungan
Pewarna g/100 l 0.13
10
. Bau
Dapat
dipasarkan
Penggunaan premium pada umumnya adalah
untuk bahan bakar kendaraan bermotor terutama
digunakan oleh sektor industri. transportasi. dan juga
rumah tangga.
-
I-14
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
I.3 Kegunaan
Biopremium digunakan sebagai bahan bakar pengganti
premium dengan beberapa kelebihan yang memang tidak ada
pada premium. antara lain:
Memiliki nilai oktanyang tinggi dari premium murni
sehingga mesin dengan kompresi tinggi akan bekerja lebih
baik.
Biopremium lebih ramah lingkungan maka polusi udara yang
dihasilkan juga semakin sedikit dibandingkan dengan
premium.
Namun ada juga beberapa kekurangan dari biopremium
sendiri. yakni:
Tegangan permukaan (Surface tension) etanol lebih buruk
dari pada bensin sehingga lebih sulit untuk berubah fasa
menjadi gas pada saat masuk ke dalam ruang pembakaran.
Etanol dapat menyerap air dan bercampur secara sempurna
sehingga dapat menyebabkan turunnya thermal efficiency
mencapai 20%.
Kandungan air serapan etanol yang tidak terbakar masuk ke
dalam ruang mesin dalam (crankcase) yang dapat bercampur
dengan oli dan blowby gas.
I.4 Sifat Fisika dan Kimia
I.4.1 Bahan Baku Utama
Gambar I.2 Tanaman Ubi Kayu
-
I-15
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
Ubi kayu ialah tumbuhan tropika dan subtropika dari
famili Euphorbiaceae yang terkenal sebagai sumber utama
karbohidrat dan daunnya sebagai sayuran. Ubi kayu dikatakan
berasal dari bagian tropika Amerika Selatan tetapi kini
taburannya hampir di semua kawasan tropika seluruh dunia.
Nama lain bagu ubi kayu adalah ubi benggala. ubi belanda. dan
cassava (Wikipedia. 2014).
Ubi kayu mempunyai banyak nama daerah. diantaranya:
ketela pohon. singkong. ubi jenderal. ubi inggris. telo puhung.
kasape. bodin. telo jenderal (Jawa). sampeu. huwi dangdeur. huwi
jenderal (Sunda). kasbek (Ambon). dan ubi Perancis (Padang).
Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan. kedudukan tanaman
ubi kayu diklasifikasikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas : Rosidae
Ordo : Euphorbiales
Famili : Euphorbiaceae
Genus : Manihot
Spesies : Manihot utilissima Pohl.
(Plantamor, 2012)
Ubi kayu termasuk tumbuhan berbatang pohon lunak atau
mudah patah. Ubi kayu berbatang bulat dan bergerigi yang terjadi
dari bekas pangkal tangkal daun. bagian tengahnya bergabus dan
termasuk tumbuhan yang tinggi. Ubi kayu dapat mencapai
ketinggia 1-4 meter. Pemeliharaannya mudah dan produktif serta
dapat tumbuh subur di daerah yang berketinggian 1200 meter
diatas permukaan air laut. Daun ubi kayu memiliki tangkai
-
I-16
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
panjang dan helaian daunnya menyerupai telapak tangan. dan tiap
tangkai mempunyai daun sekitar 3-8 lembar. Tangkai daun
tersebut berwarna kuning. hijau. atau merah (Dwikka. 2010).
Tanaman ubi kayu bunganya berumah satu dan proses
penyerbukannya bersifat silang. Penyerbukan tersebut akan
menghasilkan buah yang berbentuk agak bulat. didalamnya
terkotak-kotak berisi 3 butir biji (Rukmana. 2012). Fungsi ubi
kayu mulai bergeser dari penyediaan bahan pangan. berpotensi
menjadi bahan baku untuk pengembangan bioetanol (Dwikka.
2010).
I.4.2 Bahan Baku Pendukung
1. Saccharomyces Cereviceae
- Merupakan khamir permukaan (top yeast) dan selama
fermentasi terbawa ke permukaan dari bir yang sedang
difermentasi.
- Merupakan mikroorganisme ber-sel tunggal dengan ukuran
antara 5 dan 20 mikron.
- Dapat tumbuh dalam media cair dan padat.
- Pertumbuhan dengan bertunas dapat berkembang dari
setiap bagian permukaan sel induk (pertunasan multipolar).
- Merupakan mikroorganisme yang bersifat saprofitik. Hidup
dalam lingkungan yang bergula dan pH rendah (Buckle.
dkk. 1985).
- Morfologi berupa sel spiral.
- Menghasilkan 1-4 spora per Acus.
- Metabolisme sangat kuat di dalam proses fermentasi
(Suharto. 1995).
- Digunakan sebagai inokulum.
-
I-17
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
- Sebagai biakan murni yang ditambahkan sebanyak 5-10%
dari volume fermentor (Soebiyanto & Tjokroadikoesomo.
1985).
- Kondisi optimum adalah pH 3.5-5.5 dengan suhu antara 30-
35 oC dengan kekentalan 14-20 % TS (total sugar).
- Menghasilkan enzim zimase dan intervase. Enzim intervase
berfungsi untuk memecah sukrosa menjadi monosakarida
(glukosa dan fruktosa). Enzim zimase mengubah glukosa
menjadi etanol. Di bawah kondisi anarobik dan konsentrasi
glukosa tinggi. Saccharomyces cerevisiae tumbuh dengan
baik. tetapi sedikit menghasilkan alkohol.
- Saccharomyces cerevisiae tidak mempunyai amilase. maka
starch harus dihidrolisis (Crueger & Crueger. 1985)
2. Premium
- Bahan bakar minyak jenis distilat berwarna kekuningan dan
jernih.
- Digunakan untuk kendaraan bermotor bermesin bensin. seperti
mobil. sepeda motor. motor tempel dan lain-lain.
- Istilah premium lainnya: motor gasoline atau petrol
(Pertamina. 2014).
- Campuran dari hidrokarbon parrafins. olefin. naphtanes. dan
aromatic.
- Temperatur nyala minimum 360oC.
- Angka oktan premium RON (Research Octan Number)
minimal 88.
- MON (Motor Octan Number) 83-90. nilai kalor 44.585 kj/kg.
dan berat jenis 0.723 gr/cm3
(Sururi & Waluyo. 2009).
-
I-18
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
3. Kalium Hidrogen Phosphat (KH2(PO)4)
- Berat Molekul: 136,09 gr/mol
- Warna: Putih
- Titik Leleh: 253oC (487,4oF)
- Densitas: 2,338 gr/cm3
- Spesific Gravity: 1,98
- Vapor Pressure:
-
I-19
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
BAB I Pendahuluan
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
- Termasuk dalam kelompok enzim karbohidrase. yaitu
memecah atau menghidrolisis karbohidrat atau sakarida.
(Sumardjo. 2006)
- Kelompok enzim amilase ditemukan pada fungi
berfilamen dan khamir.
(Oetari. 2006)
6. Enzim Glukoamilase
- Fase : cair
- Warna : coklat terang
- Beratmolekul : 36.000 gr/mol
- Densitas : 1,15 kg/liter
- Viskositas : 1 cp
- pH optimum : 4,5 - 5
- Suhu optimum : 60C
I.4.3 Produk Utama
Biopremium merupakan campuran dari bioetanol 5%
dengan premium 95%. Ini merupakan alternatif dari bahan bakar
premium.
I.4.4 Produk Samping
1. Carbondioksida (CO2)
Sifat Fisika :
- Rasa asam.
- Densitas liquid (pada 0 oC dan tekanan 101.32 kPa) adalah
1.976 gr/l.
- Viskositas (pada 25 oC) adalah 0.015 cp.
- Panas pembentukan pada 25 oC adalah 373.4 btu/mol.
- Panas laten penguapan 148.6 btu/lb.
- Spesific gravity pada basis udara 1 adalah 1.53.
-
I-20
BAB I Pendahuluan
Pabrik Biopremium dari Ubi Kayu dengan Proses Fermentasi
Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS
- Melting point pada 5.2 atm adalah -56.6 oC.
- Subliming point adalah -78.5 oC.
- Larut dalam alkohol.
- Tidak berbau. tidak berwarna. tidak beracun (Douglas &
Considine. 1974).
Sifat Kimia :
- CO2 dapat bereaksi dengan H2.
CO2 + H2 CO + H2O
- CO2 dapat bereaksi dengan amoniak yang terjadi pada
pabrik urea untuk menghasilkan amonium karbamat.
CO2 + 2 NH3 NH2COONH4
- CO2 merupakan oksidator akhir dari produk karbon
(Othmer, 1978).