BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Molase
Molase adalah hasil samping dari proses pembuatan gula tebu. Meningkatnya produksi gula tebu Indonesia sekitar sepuluh tahun terakhir ini tentunya akan meningkatkan produksi molase. Molase merupakan media fermentasi yang baik, karena mengandung gula, sejumlah asam amino dan mineral, setelah itu molase tersebut diolah menjadi beberapa produk seperti gula cair dari gula tetes, penyedap makanan (mono sodium glutamat, MSG), alkohol, dan pakan ternak.
(http://id.advantacell.com/wiki/molaseandethanol.htm)
Molase memiliki kandungan sukrosa sekitar 30 persen disamping gula reduksi sekitar 25 persen berupa glukosa dan fruktosa (Kurniawan, 2004). Sukrosa dalam molase merupakan komponen sukrosa yang sudah tidak dapat lagi dikristalkan dalam proses pemasakan di pabrik gula. Hal ini disebabkan karena molase mempunyai nilai Sucrose Reducing sugar Ratio (SRR) yang rendah yaitu berkisar antara 0,98 – 2,06 (Kurniawan, 2004). Kandungan yang terdapat pada molase:
a. Glukosa : 21,7 % b. Sukrosa : 34,19 % c. Air : 26,49 % d. Abu : 17,62 % (Martoyo,T,2002)
Molase merupakan salah satu bahan pembuatan etanol merupakan limbah pabrik gula berupa kristal gula yang tidak terbentuk menjadi gula pada proses kristalisasi. Produksi molase sendiri di Indonesia cukup tinggi, seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2.1 Produksi Molase Secara Nasional Tahun Kuantitas (Kg) Persentase %
1997 1998 2000 2001 2002
1.267.990.000 1.415.115.971 1.536.200.007 1.829.745.972 2.966.023.440
14,06 15,70 17,04 20,30 32,90 (Biro Pusat Statistik, 2002)
2.2 Etanol
Etanol atau etil alkohol adalah alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena sifatnya yang tidak beracun. Etanol adalah cairan jernih yang mudah terbakar dengan titik didih pada 78,50C dan titik beku pada -114,50C.
Etanol tidak berwarna dan tidak berasa tapi memiliki bau yang khas. Rumus molekul etanol adalah C2H5OH. (http://id.advantacell.com/wiki/Etanol#Pembuatan).
2.2.1 Sifat-sifat Fisika Etanol
Etanol memiliki banyak manfaat bagi masyarakat karena memiliki sifat yang tidak beracun. Selain itu etanol juga memiliki banyak sifat-sifat, baik secara fisika maupun kimia. Adapun sifat-sifat fisika etanol dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat-Sifat Fisika Etanol Berat Molekul 46,07 gr/grmol
Titik Lebur -112 0C
Titik didih 78,4 0C
Densitas 0,7893 gr/ml
Indeks bias 1,36143 cP
Viskositas 200C 1,17 cP Panas penguapan 200,6 kal/gr Merupakan cairan tidak berwarna
Dapat larut dalam air dan eter Memiliki bau yang khas (Sumber : Perry,1999)
2.2.2 Sifat-sifat Kimia Etanol
Etanol selain memiliki sifat-sifat fisika juga memiliki sifat-sifat kimia. Sifat- sifat kimia tersebut adalah :
1. Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organik 2. Mudah menguap dan mudah terbakar
3. Bila direaksikan dengan asam halida akan membentuk alkyl halida dan air CH3CH2OH + HC=CH CH3CH2OCH=CH
4. Bila direaksikan dengan asam karboksilat akan membentuk ester dan air
2
CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2 5. Dehidrogenasi etanol menghasilkan asetaldehid
O
6. Mudah terbakar diudara sehingga menghasilkan lidah api (flame) yang berwarna biru muda dan transparan, dan membentuk H2O dan CO2.
Dalam proses pembuatan etanol, ada beberapa bahan baku yang digunakan, yaitu : air, glukosa, dan sukrosa. Bahan baku tersebut memiliki beberapa sifat yang dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Sifat-sifat bahan baku
Rumus kimia H2O Glukosa (C6H12O6) Sukrosa (C12H22O11) Berat Molekul 18,016 gr/grmol 180,16 gr/grmol 342,30 gr/grmol
Densitas 0,9995 gr/cm3 - -
Titik lebur 00C 1460C 190-1920C
Titik didih 1000C - -
Specific gravity - 1,55425 1,58815
Dt = Data Tak Tersedia (Sumber : Perry,1999)
2.3 Pembuatan Etanol
Secara umum, etanol dapat dibuat dari bahan-bahan berikut : 1. Zat Tepung
Zat tepung (berupa bubur) oleh enzim diastase dari mout (kecambah dari gerst) dapat dirubah menjadi maltosa (sebangsa gula) dengan melalui tingkatan dekstrin. Temperatur optimumnya (50 – 60)oC, kemudian diberi ragi yang juga dapat
mengeluarkan enzim maltase. Enzim ini merubah maltosa menjadi glukosa. Glukosa oleh enzim dirubah menjadi etanol dan CO2
Reaksi :
.
(C6H10O5)n + 1/2n H2O diastase dari mout
1/2n C12H22O Amylum (maltase dari ragi)
11
C12H22O11 + H2O →
0C
30 2C6H12O
Maltosa Glukosa
6
C6H12O6 Saccharomyces→ 2C2H5OH + 2CO2
Konsentrasi etanol yang terjadi tidak boleh melebihi 15 %. Dari hasil destilasi diperoleh etanol 96 %. (R. Soepomo, 1998 ).
2. Molase
Molase merupakan hasil samping proses pembuatan gula. Molase mengandung sejumlah besar gula baik sukrosa maupun gula pereduksi. Spesies ragi yang telah dikenal mempunyai daya konversi gula menjadi etanol yang sangat tinggi adalah Saccharomyces Cerevisiae.
Reaksinya :
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6
Sukrosa Glukosa
C6H12O6 Saccharomyces→ 2C2H5OH + 2CO
Dalam pembuatan etanol tersebut, mula-mula molase diencerkan dengan air sehingga konsentrasi gulanya menjadi 14 – 18 %. Jika konsentrasi gula terlalu tinggi, maka waktu fermentasinya lebih lama dan sebagian gula tidak terkonversi, sehingga tidak ekonomis. (Judoamidjojo, 1992)
2
3. Cairan Buah-Buahan yang Manis
Cairan buah-buahan yang manis mengandung glukosa dan fruktosa sehingga bisa mengalami peragian etanol.
C6H12O6 Saccharomyces→ 2C2H5OH + 2CO
Dengan proses ini, cairan buah-buahan berubah menjadi minuman yang sehari-hari disebut anggur, dengan kadar etanol yang relatif rendah. (R.Soepomo, 1998)
2
2.4 Deskripsi Proses Pembuatan Etanol dari Fermentasi Molase.
Pembuatan etanol dari fermentasi molase dapat dilakukan dengan beberapa tahap. Adapun tahapan-tahapan tersebut adalah :
1. Tahapan pemurnian bahan baku
Bahan baku adalah molase dengan komposisi : a. Glukosa : 21,7 %
b. Sukrosa : 34,19 % c. Air : 26,49 % d. Abu : 17,62 % (Martoyo,T,2002)
Sebelum dipompakan ke dalam reaktor (R-101), molase dimurnikan terlebih dahulu dengan menyaringnya lewat filter press (FP-101) yang bertujuan untuk menghilangkan abu. Abu yang telah dipisahkan dari molase ditampung pada bak penampung I (B-101) untuk selanjutnya dibuang.
2. Tahap Hidrolisa
Setelah bebas dari abu, kemudian molase dihidrolisa untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa di reaktor (R-101) selama 4 jam.
Reaksi yang terjadi di reaktor Hidrolisa :
C12H22O11 + H2O 2C6H12O6
3. Tahap Fermentasi
Proses peragian dilakukan di fermentor (R-102). Khamir yang digunakan pada fermentor adalah Saccharomycess cereviciae dengan lama fermentasi selama 36 jam. Bahan nutrisi yang digunakan pada fermentasi ini adalah H3PO4 dan (NH4)2SO4
C
. Pada fermentor terjadi konversi glukosa menjadi etanol berdasarkan reaksi :
6H12O6 Saccharomyces→2C2H5OH + 2CO
Konsentrasi etanol yang dihasilkan berkisar antara 7 – 10% (Sumber : Riegel, 1992)
2
Fermentasi adalah proses pengubahan bahan organik menjadi suatu bentuk kimia yang lain dengan menggunakan proses yang menghasilkan enzim dengan cara penambahan mikroorganisme. Secara umum, khamir yang digunakan
diklasifikasikan berdasarkan kemampuan khamir untuk menyerap oksigen. Proses pengrusakan glukosa menjadi etanol dipengaruhi oleh rangkaian yang sangat kompleks dimana reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut :
C12H22O11 + H2O 2C6H12O (Sukrosa) (Glukosa)
6
C6H12O6 Saccharomyces→2C2H5OH + 2CO2
(Glukosa) (Etanol) (Karbon dioksida)
+ Panas/kalor
4. Tahap Pemurnian Produk
Untuk mendapatkan etanol murni, maka Saccharomycess cereviciae yang terikut harus dipisahkan dengan filter press (FP-102) dan ditampung pada Bak penampung (B-102). Saccharomycess cereviciae yang terpisah dikembangbiakan untuk dipergunakan kembali pada proses peragian berikutnya.
5. Tahap Pemisahan Etanol Dari Larutan
Karena konsentrasi etanol yang diperoleh dari hasil fermentasi masih sangat rendah (7-10 %), maka etanol tersebut didistilasi (KD-101) untuk memperoleh kadar etanol yang diinginkan sesuai standar 96 % (Gasohol Handbook, 1981). Setelah diperoleh etanol yang sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan, kemudian etanol tersebut dikondensasi (K-101) untuk mengubah etanol kedalam fasa cair. Etanol yang sudah berada dalam fasa cair kemudian dialirkan kedalam tangki penyimpanan.
