Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015 PEMBUATAN SISTEM …eprints.ulm.ac.id/616/1/KE-36.pdf · turunan alkohol, campuran untuk minuman keras (seperti sake atau gin) ... singkong, dan sagu).

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-36

PEMBUATAN SISTEM DESTILASI UNTUK MENGHASILKANETANOL DARI NIRA AREN SEBAGAI BAHAN BAKAR

ALTERNATIF

Jenny Delly1,a* , Ridway Balaka2,b, Baso Mursidi3,c, Ruspita Sihombing4,d

1Jurusan Teknik Mesin Universitas Halu Oleo2Jurusan Teknik Mesin Universitas Halu Oleo3 Jurusan Teknik Sipil Universitas Halu Oleo

4 Jurusan Teknik Mesin Politeknik Samarindaa [email protected] b [email protected] c [email protected] d

[email protected]

AbstrakBioetanol merupakan sumber energi terbarukan dari tumbuhan yang dapat menghasilkan guladan tepung. Untuk menghasilkan energi dapat dilakukan dengan cara fermentasi hinggadestilasi. Pada penelitian ini bertujuan mengetahui cara pembuatan etanol dengan kadaretanol tertinggi dan untuk mengetahui perbandingan besar emisi gas buang (CO2, CO, danHC) berbahan bakar bensin serta berbahan bakar bioetanol E20.Proses destilasi dilakukan untuk menghasilkan etanol yaitu dengan cara proses destilasisederhana hingga proses destilasi fraksinasi. Pada setiap proses destilasi terdiri dari duaperlakuan yaitu perlakuan 1 (tanpa adanya campuran terhadap bahan baku) dan perlakuan 2(adanya penambahan campuran arang tempurung kelapa dan kapur sebanyak 3:1 terhadapbahan baku). Hasil menunjukan bahwa dengan adanya penambahan campuran arangtempurung kelapa dan kapur (3:1) dapat memurnihkan etanol yang dihasilkan sehingga kadaretanolnya lebih tinggi bila dibandingkan tanpa adanya campuran. Dari dua proses destilasi,proses destilasi sederhana menghasilkan etanol dengan kadar 29% dan 37% sedangkandestilasi fraksinasi menghasilkan etanol dengan kadar 60% dan 72%. Dengan kadar etanolyang dihasilkan belum dapat dikatakan sebagai bahan bakar minyak jenis bensin, namundengan kadar 60% dan 72% dapat disubtitusi sebagai pengganti bahan bakar minyak jenisminyak tanah.

Kata Kunci : destilasi, nira aren, etanol.

PENDAHULUANLebih 90% kebutuhan energi dunia

dipasok dari bahan bakar fosil. Jikaeksploitasi terus berjalan dengan angkasaat ini, diperkirakan sumber energi iniakan habis dalam setengah abadmendatang (Andal Yakinudin. 007). Bisadibayangkan bagaimana kehidupanmanusia kelak jika bahan bakar fosil yang

menjadi sumber energi utama umatmanusia selama lebih dua ratus tahun habisbegitu saja. Untuk itu, banyak negaramulai mengembangkan sumber energi baruyang terbaharukan, ramah lingkungan, danrelatif mudah untuk dibuat. Sumber energibaru yang terbarukan itu adalah bioetanol.Bioetanol sebenarnya bukan barang barulagi. Sejak


KE-36

tahun 1980-an, beberapa peneliti dariberbagai perguruan tinggi dan lembagapenelitian telah engembangkan risetmengenai bioetanol.

Hanya saja ketika itu, pengembanganbioetanol kalah bersaing dengan bahanbakar minyak yang harganya disubsidi.Akhirnya, pada tahun 1970-an etanolkembali digunakan sebagai bahan bakaralternatif akibat krisis minyak yangterjadi di negara AS dan Brazil.

Menurut Evita seperti dikutip olehErliza Hambali, dkk (2007), Sejak tahun2006 Indonesia mulai memasuki erakebangkitan energi ke II. Berbeda denganera kebangkitan energi I yang terjadi padatahun 1966, pada era kebangkitan energiII, pengembangan energi memprioritaskanpada ekspansi 15 energi alternatif sebagaisumber energi dan mengurangipenggunaan energy berbasis minyak bumi.Melalui Peraturan Presiden RepublikIndonesia no. 5 tahun 2006 tentangkebijakan energi nasional, pemerintahtelah menetapkan bauran energi nasionaltahun 2025 dengan peran minyak bumisebagai energi akan dikurangi dari 52%saat ini hingga kurang dari 20% padatahun 2025. Pada tahun 2025 itu pula,energi alternatif diharapkan mulaimengambil peran yang lebih pentingdengan menyuplai 17% terhadap bauranenergi nasional, termasuk didalamnyabahan bakar nabati (BBN) ikut memasoksebanyak 5%.

Pulau Muna dengan luas 4.887 km2terletak di bagian selatan khatulistiwapada garis lintang 4006 – 5.150 LS dan120.000 – 123.240 BT merupakan daerahkepulauan yang cukup potensial untukmenghasilkan bioetanol dari nira arenatau biasa disebut dengan nama Kameko.Nira aren merupakan cairan manis yangdiperoleh dari tanaman aren dengan caramemotong tangkai bunganya. Di pulauMuna tersebut hampir setiap kepalarumah tangga mempunyai kebun aren.Namun sayangnya masih banyak darimereka menggunakan nira tersebutsebagai bahan baku minuman kerastradisional.

Asap cair (liquid smook) merupakankomoditas yang relatif baru berkembang,sehingga masyarakat belum banyakmengenalnya. Pemanfaatan asap cair padaumumnya sebagai pengawet makananseperti ikan, daging, mie, tahu, bakso danlain-lain yang biasanya menggunakanformalin sebagai pengawet dimanaformalin merupakan larutan yang tidakberwarna dan baunya sangat menusuk.Asap cair dihasilkan melalui prosesdestilasi kering yang biasa disebutpirolisis. Pirolisis merupakan prosespemanasan atau destilasi kering suatubahan sehingga menghasilkan asap yangbila dikondensasikan akan menghasilkanasap cair. Cairan yang dihasilkan darikondensasi ini dapat digunakan sebagaibahan pengawet.

Pada proses kondensasi digunakan alatyang disebut kondensor. Kondensordigunakan untuk mendinginkan ataumengembunkan uap atau campuran uap,sehingga berubah fase menjadi cairan.Dimana media pendingin yang dipakaiadalah air.

Tujuan PenelitianAdapun tujuan dari penelitian ini adalahsebagai berikut ;1. Untuk mengetahui cara pembuatanetanol dengan kadar alkohol etanol yangtertinggi.2. Untuk mengetahui perbandingan besaremisi gas buang (CO2, CO, dan HC)berbahan bakar bensin serta berbahanbakar bioetanol E20.

TINJAUAN PUSTAKAEdi Suryanto, dkk. (2011)

meneliti tentang destilasi fraksinasi yangbertujuan untuk memperoleh alkoholberkadar tinggi melalui pembuatan alatpenyulingan fraksinasi, pemberian arangtempurung kelapa dan kapur (3:1) sebagaipenyerap. Hasil pengujian terhadapkinerja alat penyulingan fraksinasimenunjukkan bahwa kecepatankondensasi sampai berhenti penetesandistilat adalah 3 jam. Rendemen yangdiperoleh sekitar 19 % dengan tingkatkemurnian antara 82 % Sampai 90 %.


KE-36

Hasil ini melebihi kandungan alkohol40% yang dihasilkan dari alat penyulingantradisional.

Johan Arnold Mononutu (2011) yangmenggunakan bioetanol sejak tahun 2007.Johan berhasil memproduksi bahan bakarnabati dari nira aren berkadar 99,9%dengan menggunakan campuran bubukarang tampurung kelapa dan kapur (3:1)pada proses destilasinya. Pada kadar 10 –15 % bahan bakar bioetanol dari nira arenbisa membuat mobil melaju kencangdengan kecepatan rata-rata 50-100km/jam. bioetanol yang dihasilkan Johanmemiliki api berwana biru, tanpa jelagadan lebih irit karena konversi minyaktanah dan bioetanol 2:1 yang artinya, 1liter bioetanol mampu menggantikan 2liter minyak tanah.

Atok Setiyawan (2005)melakukan penelitian campuran premiumdan etanol dengan presentase etanol (30%dan 85%) dan premium (70% dan 15%)dengan memvariasikan diameter main jet.Setiyawan membandingkan campuranEtanol dan premium (E30) dan MTBE(pertamax plus) sebagai octane booster,dimana hasilnya menunjukan bahwaetanol mempunyai unjuk kerja lebihrendah tetapi mempunyai ketahananknocking yang lebih tinggi dibandingkanMTBE (Methyl Tersier Butil Eter).

Bioetano

Bioetanol sebenarnya bukan barangbaru lagi. Sejak tahun 1980-an,beberapapeneliti dari berbagai perguruan tinggidan lembaga penelitian telahmengembangkan riset mengenaibioetanol. Hanya saja ketika itu,pengembangan bioetanol kalah bersaingdengan bahan bakar minyak yangharganya disubsidi. Namun, ketika hargaminyak mentah melambung danIndonesia menjadi netimporter countryBBM (Bahan Bakar Minyak), penelitianterkait dengan bioetanol kembali mulaiditekuni. Adapun pengertian bioetanoladalah etanol yang dibuat dari biomassayang mengandung komponen pati atauselulosa, seperti singkong dan tetes tebu.

Dalam dunia industri, etanol umumnyadigunakan sebagai bahan baku industriturunan alkohol, campuran untukminuman keras (seperti sake atau gin)serta bahan baku.

Adapun pengertian bioetanol adalahetanol yang dibuat dari biomassa yangmengandung komponen pati atauselulosa, seperti singkong dan tetes tebu.Dalam dunia industri, etanol umumnyadigunakan sebagai bahan baku industriturunan alkohol, campuran untuk minumankeras (seperti sake atau gin) serta bahanbaku farmasi dan kosmetika.Berdasarkanalkoholnya, etanol terbagi menjadi tigagrade sebagai berikut ;a. Grade industri dengan kadar alkohol

90 – 94 %.b. Netral dengan kadar alkohol 96 – 99,5

%, umumnya digunakan untukminuman keras atau bahan bakufarmasi.

c. Grade bahan bakar dengan kadaralkohol diatas 99,5 %.

Bagaimana bioetanol dihasilkanBioetanol diperoleh dari hasil fermentasi(proses pemecahan gula-gula sederhanamenjadi etanol dengan menggunakanenzim dan ragi) bahan yang mengandunggula. Tahap inti produksi bioetanoladalah fermentasi gula, baik yang berupaglukosa, sukrosa, maupun fruktosa olehragi (yeast) terutama saccharomyces sp,atau bakteri zymomonas mobilis. Padaproses ini, gula akan dikonversi menjadietanol dan gas karbon dioksida.

C6H12+ O6 2C2H5OH + 2CO2Gula Etanol Karbon dioksida

secara umum, produksi bioetanolmencakup tiga rangkaian proses, yaitupersiapan bahan baku, fermentasi danpemurnian. Bahan baku bioetanol bisadiperoleh dari berbagai tanaman yangmenghasilkan gula (seperti tebu danmolase) dan tepung (seperti jagung,singkong, dan sagu). Pada tahappersiapan, bahan baku berupa padatanharus dikonversi terlebih dahulu menjadilarutan gula sebelum akhirnya


KE-36

difermentasi untuk menghasilkan etanol,sedangkan bahan-bahan yang sudahdalam bentuk larutan gula dapat langsungdifermentasi. Bahan padatan dikenaiperlakuan pengecilan ukuran dan tahappemasakan. Proses pengecilan ukurandapat dilakukan dengan menggilingbahan (singkong, sagu, dan jagung)sebelum memasuki tahap pemasakan.

Tahap pemasakan bahan meliputiproses liquifikasi dan sartifikasi. Padatahap ini, tepung dikonversi menjadi gulamelalui proses pemecahan menjadi gulakompleks. Pada tahap liquifikasidilakukan penambahan air dan enzim al-pha amilase. Proses dilakukan pada suhu80-90⁰C. berakhirnya proses liquifikasiditandai dengan parameter cairan sepertisup. Tahap sakarifikasi dilakukan padasuhu 50-60 ⁰C. enzim yang ditambahkanpada tahap ini ialah enzim glukoamilase.Pada tahap sakarifikasi akan terjadipemecahan gula kompleks menjadi gulasederhana.

Tahap fermentasi merupakan tahapkedua dalam proses produksi bioetanol.Pada tahap ini terjadi proses pemecahangula-gula sederhana menjadi etanol denganmelibatkan enzim dan ragi. Fermentasidilakukan pada kisaran suhu 27-32 ⁰C.pada tahap ini akan dihasilkan gas CO2sebagai by produk dan sludge sebagailimbahnya. Gas CO2 yang dihasilkanmemiliki perbandingan stokiometri yangsama dengan etanol yang dihasilkan,yaitu 1 : 1. Setelah melalui prosespemurnian, gas CO2 dapat digunakansebagai bahan baku gas dalam pembuatanminuman berkarbonat. Tahap berikutnyaadalah pemurnian etanol. Tahap inidilakukan melalui metode destilasi.Destilasi dilakukan pada suhu di atas titikdidih etanol murni yaitu pada kisaran 78-100 ⁰C. produk yang dihasilkan pada tahapini memiliki kemurnian hingga 96%.Sebelum memasuki tahap pemurnian,dilakukan pemisahan antara etanol dansludge yang dihasilkan. Rasio sludge yangdiperoleh dari hasil fermentasi etanolmencapai 70% dan umumnya masihmengandung larutan gula hingga kadar

18%. Salah satu pemanfaatan limbahsludge yang telah berhasil dilakukan yaitupengolahan sludge menjadi pupuk kaliummajemuk dengan kadar kalium hingga40%. Etanol hasil destilasi kemudiandikeringkan melalui metode purifikasimolecular sieve untuk meningkatkankemurnian etanol hingga memenuhispesifikasi bahan bakar. Molecular sieveadalah suatu bahan yang memilikiporipori kecil dan digunakan sebagaiabsorben cairan dan gas. Bahan ini dapatmenyerap air hingga 20% dan beratbahan itu sendiri. Zeolit, lempung, karbonaktif, microporous charcoal, dan porousglasess adalah beberapa bahan-bahanyang termasuk molecular sieve. Selainitu, pengeringan etanol dapatmenggunakan metode lain, yaitu prosesazeotropik distalasi. Etanol hasilpengeringan memiliki kemurnian hingga99,5%.

Sumber bahan baku bioetanol yangprospektif di indonesia

Bioetanol merupakan etanol yangterbuat dari sumber hayati atau lebihtepatnya tanaman yang mengandungpati, gula, dan tanaman berselulosalainnya. Indonesia sangat kaya bahanmentah untuk memproduksi bioetanol.Kekayaan hayati indonesia yangmengandung nira gula diantaranya niratebu, nira nipah, nira sorgum manis, nirakelapa, nira aren, dan siwalan. Kekayaanhayati penghasil pati di indonesia antaralain tepung sagu, singkong, ubi jalar,ganyong, garut, dan umbi dahlia. Selainitu, indonesia kaya bahanberselulosa seperti kayu jerami, batangpisang, dan bagas. Pada Tabel 2.1dibawah ini, dapat dilihat perolehanetanol dari beberapa jenis bahan mentah.Tabel Perolehan etanol dari beberapajenis bahan mentah di Indonesia

sumber Produktifitas

(Ton/Ha/Thn)

Perolehan etanol

Liter/Ton Liter/Ha/Thn

Singkong 25 180 4500Tetes 3.6 270 937


KE-36

Keterangan : *) panen 2½ kali/thn, **)pati sagukeringSumber: Erliza Hambali (2007) dikutip darisoerawidjaja (2006)

Motor bakar

Motor bensin termasuk ke dalam jenismotor bakar torak. Proses pembakaranbahan bakar dan udara di dalam silinder(internal combustion engine). Motorbakar bensin dilengkapi dengan busi dankarburator yang membedakanya denganmotor diesel. Busi berfungsi untukmembakar campuran udara-bensin yangtelah dimampatkan dengan jalan memberiloncatan api listrik diantara keduaelektrodanya. Karena itu motor bensindinamai dengan spark ignitions.Sedangkan karburator adalah tempatbercampurnya udara dan bensin.Campuran tersebut kemudian masuk kedalam silinder yang dinyalakan olehloncatan bunga api listrik dari busimenjelang akhir langkah kompresi.Adapun motor bensin ada dua jenis yaitu;

1. Motor bensin 2 tak Pada motor dualangkah proses kerja motornya untukmendapatkan satu kali langkah usahahanya diperlukan dau kali langkahpiston. Motor dua langkah yangpaling sederhana, pintu masuk ataulubang masuk dan lubang buangterletak berhadap-hadapan yaituberada pada sisi bawah pada dindingsilinder motor

Gambar prinsip kerja motor bensin 2 tak(sumber:http://rusyiam.blogspot.com/2011/03/cara-kerja-motor-4-tak-dan-2-tak.html)

Berdasarkan Gambar diatas Proses kerjamotor bensin 2 tak yaitu piston berada diTitik Mati Bawah (TMB), kedua lubang(masuk dan buang) sama sama terbukakemudian campuran udara dan bahanbakar dimasukkan kedalam silindermelalui lubang masuk (Lihat GambarSiklus Otto, Proses 0-1). Gerakan pistondari TMB (Titik Mati Bawah) ke TMA(Titik Mati Atas), maka lubang masukakan tertutup dan tertutup pula lubangbuang.maka terjadilah langkah kompresi(Lihat Gambar Siklus Otto, proses 1-2).Pada akhir langkah kompresi ini terjadilahpembakaran gas bahan bakar (LihatGambar Siklus Otto, proses 2-

3). Dengan terjadinya pembakaran gasbahan bakar maka dihasilkan tenagapembakaran yang mendorong piston kebawah dari TMA ke TMB (Lihat GambarSiklus Otto, proses 3-4). Langkah usahaterakhirr terjadilah pembuangan gasbekas begitu terbuka lubang buang (LihatGambar Siklus Otto, proses 4-1). Sesudahitu terbuka pula lubang masuk sehinggaterjadi pemasukkan gas baru sekaligusmendorong mendorong gas bekas keluarmelalui lubang buang. Dengan demikianpada motor dua langkah proses motoruntuk menghasilkan satu kali langkahusaha/pembakaran gas dalam silinder,hanya diperlukan dua langkah piston.dilihat dari putaran poros engkolnyadiperlukan satu kali putaran poros engkol.

2. Motor bensin 4 takPada motor bakar 4 tak,setiap satu sikluskerja memerlukan empat kalilangkah torak atau dua kali putaran porosengkol.

Gambar pronsip kerja motor bensin 4 tak

(sumber: http://rusyiam.blogspot.com/2011/03/cara-kerja-motor-4-tak- dan-2-tak.html)

TebuUbi Jalar 62.5*) 125 7812Sagu 6.8**) 608 4133Tebu 75 67 5025Nipah 27 93 2500


KE-36

Berdasarkan Gambar proses kerja motor4 tak diselesaikan dalam empat langkahpiston. Langkah pertama yaitu pistonbergerak dari TMA ke TMB, disebutlangkah pengisian (Lihat Gambar 2.3Siklus Otto, proses 0-1). Langkah keduayaitu piston bergerak dari TMB ke TMAdisebut langkah kompresi (Lihat SiklusOtto, proses 1-2). Langkah ketiga pistonbergerak dari TMA ke TMB disebutlangkah usaha (Lihat Gambar SiklusOtto, proses 2-3). Pada langkah usaha interjadilah proses pembakaran bahan bakar(campuran udara dan bahan bakar)didalam silinder motor/ruang pembakaranyang menghasilkan tenaga yangmendorong piston dariTMA keTMB(Lihat Gambar 2.3 Siklus Otto, proses 3-4). Langkah keempat yaitu pistonbergerak dari TMB ke TMA disebutlangkah pembuangan (Lihat Gambar 2.3Siklus Otto, proses 4-1). Gas hasilpembakaran didorong oleh piston keluarsilinder motor. Jadi pada motor empatlangkah proses kerja motor untukmenghasilkan satu langkah usaha (yangmenghasilkan tenaga) diperlukan empatlangkah piston. Empat langkah pistonberarti sama dengan dua kali putaranporos engkol.

Emisi gas buang

Jumlah kendaraan bermotor diIndonesia bertambah rata-rata 12% pertahun dalam kurun waktu 2000-2003.Sementara itu, pertumbuhan kendaraanpenumpang dan komersial diproyeksikanmencapai berturut-turut 10% dan 15% pertahun antara tahun 2004-2006. Padatahun 2004, total penjualan kendaraanpenumpang adalah 312.865 unit,sedangkan kendaraan komersial (bus dantruk) mencapai 170.283 unit. Pada akhirtahun 2005 dan selama tahun 2006jumlah penjualan kendaraan penumpangdan komersial diperkirakan mencapai550.000 dan 600.000 unit. Perkiraanpersentase pencemar udara di Indonesiadari sumber transportasi dapat dilihatdilihat pada tabel berikut:

METODE PENELITIAN

Gambar Alat Destilasi Sederhana

Hasil Pembuatan EtanolPada destilasi sederhana, dasar

pemisahannya adalah perbedaan titikdidih yang jauh atau dengan salah satukomponen bersifat volatil. Jika campurandipanaskanmaka komponen yang titikdidihnya lebih rendah akan menguaplebih dulu. Selain perbedaan titik didih,juga perbedaan kevolatilan, yaitukecenderungan sebuah substansi untukmenjadi gas. Adapun hasil penelitianproses destilasi sederhana dapat dilihatpada Tabel dibawah ini.

Table Hasil pengamatan proses destilasisederhana

BahanBa ku

Perlakuan

Volum e(lite r)

WaktuPros esDestilasi(menit)

WaktuTete sPertamaEta nol(menit)

Temperatur(⁰C)

Volum eEta nol(ml)

KadarEtanol(%)

Sisa Baha nBa ku(lit er)

NiraAren

1

2

10.22

10,4

225

260

40

55

71-95,2

70,2-95,2

500

500

29

37

9

8,9

Dari Tabel diatas menyatakan bahwapada proses destilasi sederhana,perlakuan 1 (menggunakan bahan bakunira aren) dengan volume bahan bakusebesar 10.2 liter didestilasi pada suhuantara 71.1⁰C sampai 95.2⁰Cmenghasilkan etanol 500 ml dengan sisabahan baku nira aren sebesar 9.0 liter.Jadi, nira aren habis pada saat destilasisebesar 1.2 liter dengan menghasilkan


KE-36

500 ml etanol berkadar 29%. Waktu yangdibutuhkan dari awal destilasi hinggaberakhir yaitu 225 menit (3 jam 45 menit)dan dari awal destilasi hingga tetespertama etanol dihasilkan membutuhkanwaktu 40 menit. Sedangkan, perlakuan 2dengan bahan baku nira aren 10.4 literbercampur arang tempurung kelapa dankapur (3:1) didestilasi pada suhu antara70.2⁰C sampai 95.2⁰C menghasilkan 500ml etanol dengan sisa destilasi nira arensebesar 8.9 liter. Dengan demikian, niraaren habis pada saat destilasi sebesar 1.5liter dengan menghasilkan 500 ml etanolberkadar 37%. Waktu yang dibutuhkandari awal destilasi hingga berakhir yaitu260 menit (4 jam 20 menit) dan dari awaldestilasi hingga tetes pertama etanoldihasilkan membutuhkan waktu 55 menit.Hubungan antara volume terhadaptemperatur dan hubungan antara kadaretanol yang dihasilkan terhadap waktuproses destilasi sederhana, dapat dilihatpada Grafik 4.1 dan 4.2 dibawah ini.

Hasil Pembuatan Etanol

Pada destilasi sederhana, dasarpemisahan adalah perbedaan titik didihyang jauh atau salah satu komponenbersifat volatile. Jika campuran dipanaskanmaka komponen yang titik didihnyalebih rendah akan menguap lebih dulu.Selain perbedaan titik didih, jugaperbedaan kevolatilan, yaitukecenderungan sebuah substansi untukmenjadi gas. Adapun hasil penelitianproses destilasi sederhana dapat dilihatpada tabel dibawah ini

Dari grafik diatas volume etanol yangdihasilkan sama yaitu 500 ml,temperature maksimal selama prosesdestilasi sederhana sama hasilnya baikperlakuan 1 (95,20C) maupun perlakuan 2(95,20C). Namun pada penetesan pertamaetanol, nilai temperature pada perlakuanpertama (710C) lebih tinggi dibandingperlakuan kedua (70,20C). Hal inidesebabkan karena adanya perbedaanperlakuan yaitu perlakuan pertama hanyamenggunakan nira aren sebagai bahanbaku dan perlakuan kedua menggunakancampuran arang tempurung kelapa dankapur sebagai campuran bahan baku niraaren. Campuran tersebut dapatmemudahkan nira aren menguapjugadapat memurnikan etanoldari kotoran-kotoran yang berasal dari nira aren,sehinggapada proses destilasi tidakmembutuhkan yang besar untukmenghasilkan tetesan pertama etanol.

Pada grafik kadar etanol 40% dihasilkanpada perlakuan kedua dan kadar 30 %dihasilkan pada perlakuanpertama. Hal inidisebabkan karena pada perlakuan keduaterdapat campuran arang tempurung kelapadan kapur yang memudahkan nira arenmenguap dan juga memurnikan etano,sehingga pada proses destilasi tidakmembutuhkan temperature yang tinggiuntuk menhasilkan tetesan etanolpertama.Namun pada grafik 4.2menunjukkan bahwa pada perlakuan keduamembutuhkan waktu lebih lama (55 menit)untuk menghasilkan tetesan etanol pertamadan 260 menit untuk proses destilasi


KE-36

hingga tidak ada tetesan etanol yangdihasilkan lagi. Sedangkan perlakuanpertama berbahan baku nira aren tanpacampuran, membutuhkan waktu 40 menituntuk menghasilakan tetesan pertama dan225 menit untuk keseluruhan prosesdestilasi hingga tidak ada tetesan etanolyang dihasilkan lagi. Selain memurnikanetanol yang dihasilkan, campuran tersebutjuga dapat menhasilkan uap yang lebihbanyak. Makin banyak uap yangdihasilakan didalam panic pemanas makamakin besar pula kevolatilan. Dimana uapyang dihasilkan akan cenderung menjadigas dan kemudian dari gas berubah enjadiembun lalu mencair. Selama proses initerjadi maka sedikit demi sedikit uap akandialirkan ke kondensor sehinggamembutuhkan waktu yang lamauntukmenghasilkan etanol.

Pada uji bahan bakar kendaraan yaituetanol akan dicampurkan dengan bensindengan perbandingan 80% bensin dan20% etanol. Etanol pada kadar alkohol60% dan 72%, tidak mampu bercampurdengan bensin. Hal ini diakibatkan karenaetanol dihasilkan masih mengandungbanyak air. Berdasarkan sumber darihttp://nneenergy.wordpress.com/ iposkanpada tanggal 7 January 2009, menyatakanbahwa pemanfaatan bioetanol yaitu :1. Kadar 60% - 70%, sebagai substitusiproduk alkohol (industri farmasi) sebagaisubstitusi Bahan Bakar Minyak jenisminyak tanah.2. Kadar 70% - 80%, sebagai substitusiproduk alkohol (industri farmasi).3. Kadar 70% - 90%, sebagai bahanpendukung produksi makanan &minuman.4. Kadar 99,5% sebagai substitusi BahanBakar Minyak jenis bensin.

Dari data diatas bahwa etanol bisabercampur dengan bensin dengan syaratkadar etanol harus mencapai 99,5%.Sementara etanol yang dihasilkan padapenelitian ini hanya mencapai 60% dan72%, dengan demikian etanol dengankadar yang telah dicapai tersebut hanya

bisa disubtitusikan untuk penggantiminyak tanah. Bentuk etanol 60% dan72% jika dicampurkan dengan bensinmaka akan Nampak ada sebuah pembatasyang memisahkan antara etanol danbensin. Adapun gambar campuran antarabensin dan etanol adalah sebagai berikut;

Gambar Campuran Etanol dan Bensin(E20)

Bensin dengan massa jenis 770 kg/m3akan berada diatas sedangkan etanoldengan massa jenis 810 kg/m3 akan beradadibawah. Dengan keadaan tersebut, akanmengakibatkan mesin motor berhenti jikadi uji coba ke kendaraan, Sehingga untukpengambilan data emisi gas buang tidakdapat dilaksanakan.

Kesimpulan

1. Campuran arang tempurung kelapa dankapur (3:1) dapat memurnikan dan dapatmengurangi kadar air yang dikandungoleh etanol sehingga kadar etanol yangdihasilkan lebih tinggi (37% padadestilasi sederhana dan 72% padadestilasi fraksinasi) dibandingkan tanpamenggunakan campuran (29% padadestilasi sederhana dan 60% padadestilasi fraksinasi).

2. Destilasi fraksinasi dapat menghasilkankadar etanol lebih tinggi (60% dan 72%)dibandingkan pada destilasi sederhana(29% dan 37%).


KE-36

3. Destilasi sederhana dengan volume10,2 liter dan 10,4 liter nira aren dapatmenghasilkan etanol 500 ml dari destilasisederhana dengan kadar 29% (perlakuan1) dan 37% (perlakuan 2). Sedangkandestilasi fraksinasi dengan volume niraaren 14,8 liter dan 16,3 liter dapatmenghasilkan 180 ml dan 230 ml etanoldengan kadar 60% (perlakuan 1) dan 72%(perlakuan 2).4. Kadar etanol yang dihasilkan darikedua alat destilasi (29%, 37%, 60%, dan72%) tidak bisa bercampur dengan bahanbakar bensin, karena kadar etanol yangdiperoleh tidak mencapai kriteria kadaretanol sebagai bahan bakar terbarukan(99%). Sehingga tidak dapat melanjutkanpenelitian ketahap berikutnya yakni ujiemisi gas buang kendaran 4 tak. Namunpada kadar 60% dan 72% dapatdisubtitusi sebagai pengganti minyaktanah.

Saran

Adapun saran dari peneliti kepadapeneliti selanjutnya yaitu agar kadaretanol dapat mencapai 99%, maka perlumenambahkan beberapa tingkat kolomfraksi. Dari alat yang dibuat peneliti,hanya ada 3 tingkat kolom fraksi. Jikaditambahkan beberapa kolom fraksi,maka etanol diharapkan bisa mencapaikadar 99%.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Fessenden. 1997. Kimia Organik.Jilid 1. Edisi ketiga. PenerbitErlangga. Jakarta

[2] Holman, J.P., 1988. PERPINDAHANKALOR. Edisi Keenam. TerjemahanE. Jasjfi. Penerbit Erlangga. Jakarta.

[3] Iskandar, Haris dan Kresno DwiSantosa. 2005. Cara PembuatanArang: Alternatif PemanfaatanLimbah Kayu oleh Masyarakat.Center for Internasional Forestry

Research. PT. Inti Prima Karya.Jakarta.

[4] Kakac, Sadik and Hongtan Liu. 1998.HEAT EXCHANGERS. Departementof Mechanical EngineeringUniversity of Miami Coral Gables.Florida.

[5] Komerino, Yustinus Edward. 2009.Penelitian Pengaruh PenggunaanCampuran Bahan Bakar Ethanoldengan Premium Terhadap PrestasiMotor Bensin. Tesis. UniversitasHasanuddin. Makassar.

[6] Padang, Welly L. 2011. AnalisisPerpindahan Panas pada KondensorDalam Pembuatan CairanKondensat Asap dari Limbah PohonKelapa. Tesis. UniversitasHasanuddin. Makassar.

Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015 PEMBUATAN SISTEM …eprints.ulm.ac.id/616/1/KE-36.pdf · turunan alkohol, campuran untuk minuman keras (seperti sake atau gin) ... singkong, dan sagu).

Documents