1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Bioetanol merupakan salah satu bentuk energi alternatif yang perlu terus dikaji, baik dari segi sumber bahan baku, proses fermentasi maupun proses pemurniannya. Dari segi proses permurniannya, adalah bagaimana mendapatkan bioetanol kering (bioetanol dengan kadar minimal 99,5%) yang memenuhi standar sebagai bahan baker (fuel grade). Hal ini karena bioetanol dengan air membentuk azeotrop pada kadar 95%. Sehingga untuk mendapatkan bioetanol kering perlu proses pemisahan khusus.
Teknologi yang sering dipakai untuk mendaptkan bioetanol kering adalah dengan menggunakan proses adsorpsi dengan adsorben molekular sieve maupun dengan teknologi membran. Akan tetapi teknologi ini kurang tepat jika digunakan untuk industri-industri kecil karena harganya yang relatif mahal. Oleh karena itu perlu dikaji jenis adsorben yang mampu menghasilkan bioetanol kering dengan harga yang murah.
Salah satu jenis adsorben yang diharapkan dapat digunakan untuk menghasilkan bioetanol kering adalah zeolit pelet yang berbasis zeolit alam dan pati. Beberapa penelitian tentang penggunaan zeolit alam dan pati telah dilakukan, namun dengan perlakuan yang berbeda. Misalnya untuk zeolit alam digunakan secara langsung sebagai adsorben maupun direkayasa menjadi membran dengan bantuan polivinil alkohol (PVA). Sedangan pati juga digunakan secara langsung sebagai adsorben. Namun penggunaan zeolit alam secara langsung maupun pati, kurang efektif dalam proses adsorpsi maupun pemakaiannya.
Pada penelitian ini akan dikaji pemakaian zeolit alam dan pati yang direkayasa menjadi zeolit pelet dengan pati sebagai binder. Diharapakan zeolit pelet ini akan lebih efektif dalam dalam mengeringkan bioetanol dan lebih mudah dalam pemakaiannya.
2 1.2. Perumusan Masalah
1. Jenis pati apa yang paling baik sebagai binder pada zeolit pelet.
2. Bagaimana perbandingan antara zeolit alam dan pati yang paling efektif pada zeolit pelet.
3. Bagaimana pengaruh penambahan zat aditif untuk meningkatkan performance zeolit pelet.
3 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Bioetanol
Biotanol adalah etanol (alkohol) yang diperoleh dari fermentasi bahan-bahan yang mengandung gula. Bioetanol dapat diperoleh dari hasil fermentasi bahan yang mengandung gula oleh ragi (yeast) Saccharomycess cereviceae. Ragi Saccharomycess cereviceae bersifat fakulktatif anaerobik. Pada kondisi aerobik sebagai akseptor elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik adalah oksigen. Pemanfaatan pada keadaan ini menghasilkan penambahan biomassa sel dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
C6H12O6 → CO2 + H2O + biomassa sel
Pada kondisi anaerobik, Saccharomycess cereviceae menggunakan senyawa organik sebagai akseptor elektron terakhir pada jalur reaksi bioenergetik. Dalam hal ini yang digunakan adalah monosakarida dari substrat dengan hasil akhir perombakan berupa etanol, aldehid, asam organik, dan fussel oil. Reaksi yang berlangsung dalam keadaan anaerobik tersebut adalah sebagai berikut :
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + produk samping
Bahan-bahan yang dapat difermentasi adalah bahan-bahan yang mengandung glukosa dan bahan-bahan yang dapat dihidrolisa menjadi glukosa seperti gula (sukrosa), bahan berpati dan bahan berselulosa.
4 Tahapan proses Pembuatan Bioetnaol
Secara umum ada tiga tahapan pada proses pembuatan bioetanol, yaitu :
a. Penyiapan bahan
Penyiapan bahan baku disini berupa proses hidrolisis, jika bahan baku berasal dari bahan yang mengandung pati atau selulosa, menjadi glukosa. Hidrolisis dapat dilakukan dengan bantuan asam (misalnya H2SO4 dan HCl) atau enzim pada temperatur, pH dan waktu tertentu. Pemotongan rantai pati / selulosa oleh asam lebih tidak teratur dibandingkan dengan pemotongan dengan bantuan enzim. Hasil pemotongan dengan asam adalah campuran dekstrin, maltosa dan glukosa. Sementara pemotongan dengan enzim bersifat spesifik sehingga dapat dikendalikan.
b. Fermentasi
Fermentasi adalah proses perubahan glukosa menjadi etanol dengan bantuan ragi. menjadi Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kehidupan ragi, yaitu sebagai berikut:
Nutrisi
Dalam kegiatannya ragi memerlukan penambahan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangbiakannya, yaitu: unsur C, unsur N, unsur P, mineral, dan vitamin.
Keasaman (pH)
Untuk fermentasi alkohol , ragi memerlukan media dengan suasana asam, yaitu antara pH 4,8 – 5,0. Pengaturan pH dapat dengan penambahan asam sulfat jika substratnya basa atau denga natrium bikarbonat jika substratnya asam.
5
Suhu
Suhu optimum untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan adalah 28oC – 30oC.
Udara
Fermentasi alkohol berlangsung secara anaerobic. Namun demikian udara diperlukan pada proses pembibitan sebelum fermentasi untuk perkembangbiakan ragi tersebut.
c. Pemurnian
Proses pemurnian adalah proses pemisahan bioetanol dari larutan hasil fermentasi untuk mendapatkan etanol dengan konsentrasi yang tinggi. Kadar etanol dari proses fermentasi berkisar 15 – 20 %, sehingga diperlukan proses penyulingan untuk mendapatkan etanol dengan kadar yang lebih tinggi.
Proses penyulingan bioetanol dengan menggunakan penyulingan biasa akan dihasilkan kadar bioetanol maksimal 95%, karena etanol dan air akan membentuk azeotrop pada kadar etanol 95%. Untuk mendapatkan bioetanol kering (absolut) dengan kadar minimal 99,5% maka perlu perlakukan khusus. Bioetanol kering adalah bioetanol yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Ada beberapa metode untuk mendapatkan bioetanol kering antara lain :
Penambahan CaO pada bioetanol 95%, didiamkan selama sehari kemudian didistilasi lagi.
Penambahan proses yaitu proses adsorpsi untuk menyerap air dalam bioetanol dengan menggunakan adsorben.
6 2.2. Kemajuan Penelitian Terkait yang Sudah Dilakukan oleh Peneliti
Penelitian penggunaan zeolit alam sebagai adsorben pada pembuatan bioetanol dalam kolom packing telah dilakukan oleh Ma’ruf (2009). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kolom packing zeolit alam maka kadar bioetanol yang diperoleh lebih besar, hal ini menunjukkan bahwa zeolit alam mampu berfungsi sebagai adsorben pada pembuatan bioetanol (dehidrasi bioetanol). Akan tetapi kadar bioetanol yang dihasilkan baru mencapai maksimal 96%.
Penelitian pendahuluan pembuatan zeolit pelet dari zeolit alam dan pati juga telah dilakukan. Dalam hal ini jenis pati yang digunakan adalah tepung kanji. Hasil penelitian menunjukkan bahwa zeolit pelet yang dibuat telah mampu meningkatkan kadar bioetanol dari 50% menjadi maksimal 94% (Ma’ruf, 2010). Dalam penelitian ini dikaji pengaruh diameter partikel dan kadar pati. Dari penelitian diketahui bahwa semakin kecil diameter partikel akan semakin baik struktur zeolit alam dan kapasitas adorpsinya. Akan tetapi struktur yang lebih detail dalam ukuran pori, luas permukaan dan strukturnya belum dikaji. Sedangkan pengaruh konsentrasi pati baru dikaji pada kadar 10%, 15% dan 20%. Dari penelitian diketahui bahwa kadar 20% akan memberikan kapasitas adsorpsi yang paling baik. Akan tetapi belum dikaji kadar pati maksimal dan pengaruh jenis pati yang digunakan.
7 Gambar 2.1. Ikatan hidrogen antara uap air dengan pati
2.3. Kemajuan Penelitian Terkait yang Sudah Dilakukan oleh Peneliti Lain. Penggunaan zeolit alam sebagai adsorben pada pengeringan bioetanol juga telah dilakukan oleh Tihmillioglu dan ulku (1996), tentang penggunaan zeolit alam jenis Klinoptilolit yang ada di Turki. Penelitian ini mengkaji kinetika adsoepsi dan kesetimbangan adsorpsi dengan variabel pengaruh ukuran partikel, suhu dan jumlah zeolit. Hasil percobaan menunjukkan bahwa difusi intrapartikel adalah resistansi utama. Klinoptilolit lokal merupakan adsorben yang menjanjikan untuk adsorpsi air dari campuran etanol air.
Igbokwe et. al., (2008) melakukan penelitian penggunaan zeolit alam yang ditambang di Nigeria sebagai adsorben pada proses pemurnian (pengeringan) bioetanol, hasilnya zeolit alam tersebut cukup efektif untuk memurnikan alkohol.
Carmo and Gubulin (1997) dari Brazil, meneliti kemampuan zeolit komersial 3A sebagai adsorben pada proses pemurnian bioetanol yang ditinjau dari segi kinetika dan thermodinamika. Hasilnya menunjukkan bahwa zeolit komersial terbukti mampu
8 secara efektif memurnikan etanol. Secara khusus disimpulkan bahwa bahwa semakin tinggi temperatur, maka kapasitas adsorpsinya akan semakin turun.
Sedangkan penelitian penggunaan pati sebagai adsorben pada proses pengeringan bioetanol juga telah banyak dilakukan. Diantaranya adalah penelitian yang dilakukan oleh Tomanee (2006 ), yang meneliti limbah proses pembuatan pati ubi kayu (tepung tapioka) yang masih banyak mengandung pati sebagai adsorben untuk pengeringan bioetanol. bahan ini, yang biasanya berlimpah diproduksi, sebagian besar dijual sangat murah kepada produsen pakan ternak. Ketika permintaan dari industri pakan ternak tersebut rendah, bubur singkong menumpuk, membusuk dan bau buruk, terutama di musim hujan yang lembab. Hal ini menyebabkan pencemaran bau yang serius, masalah lingkungan yang biasa terlihat di sekitar pabrik tepung tapioka. Patidengan bahan berbasis selulosa, dan hemiselulosa telah dilaporkan kepada memiliki afinitas terhadap air dan selektif dapat menyerap air dari berbagai senyawa organik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorben dari pati singkong mampu selektif menghilangkan air dari larutan etanol, dan memungkinkan untuk memperoleh alkohol anhidrat, dengan konsentrasi etanol yang lebih tinggi dari 99.5% dari proses ini.
Rattanapitigorn, et. al.(2005) meneliti penggunaan pati tepung tapioka yang dibuat gelatin untuk proses pengeringan bioetanol. Penelitian ini mengkaji struktur mikro dan karakteristik adsorpsi gelatin tepung tapioka yang didinginkan cara cepat dan cara lambat. Hasil penelitian menujukkan bahwa pengeringan gelatin dengan cara lambat memiliki struktur dan karakteristik adsorpsi yang lebih baik
Anderson, et. al., (1996) meneliti penggunaan pati jagung sebagai adsorben untuk dehumidifikasi udara dalam Pressure-Swing Dryer. Penelitian ini menghasilkan kesimpulan bahwa tepung jangung efektif untuk mengurangi kadar air dalam udara.
9 Plham, et al.(2005), meneliti penggunaan beberapa jenis pati untuk pengeringan bioetanol. Jenis pati yang digunakan adalah pati ubi kayu (tepung tapioka), tepung kentang, tepung beras dan tepung jagung. Penelitian ini mempelajari pengaruh temperatur, konsentrasi awal dan ukuran partikel terhadap kinetika adsorpsi air dalam bioetanol.
10 BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN Tujuan Umum :
1. Mengetahui jenis pati yang paling baik sebagai binder pada zeolit pelet.
2. Mengetahui perbandingan antara zeolit alam dan pati yang paling efektif pada zeolit pelet.
3. Mengetahui pengaruh penambahan zat aditif untuk meningkatkan performance zeolit pelet.
Tujuan Khusus : Tahun I
a. Mengetahui penggunaan pati ubi kayu (tepung tapioka) dan pengaruh konsentrasinya sebagai binder pada zeolit pelet terhadap struktur dan kapasitas adsorpsinya.
b. Mengetahui penggunaan pati beras (tepung beras) dan pengaruh konsentrasinya sebagai binder pada zeolit pelet terhadap struktur dan kapasitas adsorpsinya
c. Mengetahui penggunaan pati jagung (tepung jagung) dan pengaruh konsentrasinya sebagai binder pada zeolit pelet terhadap struktur dan kapasitas adsorpsinya
d. Mengetahui penggunaan pati terigu (tepung terigu) dan pengaruh konsentrasinya sebagai binder pada zeolit pelet terhadap struktur dan kapasitas adsorpsinya
11 1.3. Urgensi (Keutamaan) Penelitian
Kelebihan atau keunggulan hasil dari penelitian ini dapat dilihat dari dua aspek, yaitu teknologi dan ekonomi.
a. Manfaat Teknologi
Dengan pemanfaatan zeolit alam yang dimodifikasi menjadi zeolit pelet sebagai adsorben, akan mempermudah dan mempermurah proses pembuatan bioetanol, khususnya bagi industri bioetanol skala kecil / tradisional, karena mudah diperoleh atau bahkan bisa di buat sendiri. Zeolit alam mudah diperoleh, misalnya dari Yogyakarta atau Tasikmalaya. Sedangkan pati / tepung juga mudah diperoleh di pasar-pasr. Penggunaan zeolit pelet sebagai adsorben juga diharapkan dapat mengurangi biaya produksi karena harga jauh lebih murah dibandingkan dengan molecular sieve maupun membrane.
b. Manfaat ekonomi
Dengan proses produksi bioetanol fuel grade yang semakin mudah dan murah, maka proses produksinya akan dapat dilakukan oleh industri kecil dan menengah. Sehingga masyarakat umum dapat mendirikan industri bioetanol tradisional, yang ini berarti akan memperluas kesempatan kerja, sehingga akan meningkatkan perekonomian masyarakat.
12 BAB IV
METODE PENELITIAN
Rancangan Penelitian. Penelitian ini dilakukan melalui dua tahapan, yaitu pembuatan zeolit pelet dan distilasi adsorpsi bioetanol. Pada tahun I, pembutan zeolit pelet hanya menggunakan zeolit alam dan pati, sedangan pada tahun II, pembuatan zeolit pelet dari zeolit alam dan pati serta penambahan zat aditif PVA dan waterglass.
Variabel Penelitian :
a. Jenis Pati : Tepung tapioka (A), tepung beras (B), jagung (C) dan tepung terigu (D)
b. Konsentrasi (% pati) : 10%, 15%, 20%, 25% dan 30% c. Kadar bioetanol awal : 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%.
Proses pembuatan zeolit pelet.
Zeolit alam dihaluskan sampai diperoleh ukuran 0,2 mm. Sebanyak 100 gram campuran zeolit alam dan pati, diaduk secara merata, tambahkan air sebanyak 100 ml. Campuran kemudian diaduk sampai homogen. Campuran kemudian dipanaskan pada suhu 100 oC, sampai terbentuk gelatin. Campuran kemudian dicetak dengan tekanan sesuai dengan ukuran (diamater 1 cm, tebal 5 mm). Zeolit pelet kemudian dikeringkan dalam oven. Zeolit pelet yang dihasilkan kemudian diuji strukturnya dengan Scanning Electronic Microscope (SEM) dan kapasitas adsorpsinya.
13 Distilasi Adsorpsi Bioetanol dengan Zeolit Pelet.
Proses distilasi adsorpsi dilaksanakan dengan memasukkan bioetanol dengan kadar 50% sebanyak 500 ml ke dalam tangki pemanas yang dihubungan dengan kolom berisi zeolit pelet yang telah dibuat. Bioetanol dalam tangki pemanas kemudian dipanaskan sampai tebentuk uap, uap yang terbentuk dilewatkan ke dalam kolom berisi zeolit pelet untuk mengadsorpsi uap airnya. Uap kemudian dilewatkan ke pendingin untuk diembunkan. Cairan yang terbentuk kemudian ditampung dan diukur kadar bioetanolnya. Pemanasan dihentikan jika telah diperoleh destilat sebanyak 200 ml.
14 BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
Zeolit alam merupakan senyawa alumino-silikat dengan komponen utama senyawa Si dan Al. Hasil analisis ultimate zeolit alam yang digunakan, menunjukkan bahwa kandungan SiO2 sebesar 76,99% dan Al2O3 sebesar 11,06%. Dengan kata lain perbandingan atau rasio Si/Al sebesar 7.
Tabel 5.1. Komposisi ultimate zeolit alam
Senyawa Konsentrasi, % SiO2 Al2O3 K2O Fe2O3 CaO Na2O SO3 MgO Alk. Eq 76,99 11,06 3,51 0,9 1,6 1,3 0,07 0,87 3,61
15 Zeolite alam yang diperoleh berukuran 4 mm. Zeolit alam ini kemudian dihaluskan sampai diperoleh ukuran < 60 mesh. Untuk kemudian digunakan sebagai bahan baku pembuatan zeolit pelet.
Pati (starch) atau amilum, adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi.
16 Gambar 5.2. Struktur amilopektin
Pada penelitian ini jenis pati yang digunakan adalah tepung terigu, tepung tapioka, tepung beras dan tepung jagung.
Tabel 5.2. Kandungan pati (starch)
No Jenis Pati Kandungan Pati
1 Tepung terigu (wheat starch) - 80%
2 Tepung tapioka (tapioca starch) - 80%
3 Tepung beras (rice starch) - 85%
17 Gambar 5.3. Analisa SEM pati. (a) Tepung terigu, (b) Tepung tapioca,
18 5.1. Pembuatan Zeolit Pelet
Proses pembuatan zeolit pellet dilakukan dengan mencampur zeolit alam dengan pati. Jumlah pati yang ditambahkan sebesar 15%, 20%, 25%, 30% dan 35% dari berat zeolit. Sebanyak 100 gr campuran zeolit alam dan pati ini kemudian ditambah aquades sebanyak 100 ml. Langkah selanjutnya adalah pemanasan sampai tebentuk gelatin. Setelah terbentuk gelatin, campuran ini kemudian dicetak sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Zeolit pellet yang terbentuk kemudian dikeringkan dalam oven sampai diperoleh zeolit pellet kering. Zeolit pellet siap untuk digunakan sebagai adsorben untuk meningkatkan kadar bioetanol.
19 Hasil foto dengan SEM menunjukkan adanya kristal zeolit yang terdistribusi dalam padatan
Gambar 5.5. Photo SEM Zeolit Pellet Terigu (ZPT)
20 Gambar 5.7. Photo SEM Zeolit Pellet Beras (ZPB)
21 5.2. Distilasi Adsorpsi Bioetanol dengan Zeolit Pelet
Proses distilasi adsorpsi dilaksanakan dengan memasukkan bioetanol dengan kadar 42,49% sebanyak 500 ml ke dalam tangki pemanas yang dihubungan dengan kolom berisi zeolit pelet yang telah dibuat. Bioetanol dalam tangki pemanas kemudian dipanaskan sampai tebentuk uap, uap yang terbentuk dilewatkan ke dalam kolom berisi zeolit pelet untuk mengadsorpsi uap airnya. Kolom yang digunakan memiliki diameter dalam 3 cm dan packing terdiri dari dua bagian, yaitu packing inert (pipa kaca) setinggi 12 cm dan packing zeolit pellet setinggi 10 cm.
Uap kemudian dilewatkan ke pendingin untuk diembunkan. Cairan yang terbentuk kemudian ditampung dan diukur kadar bioetanolnya. Pemanasan dihentikan jika telah diperoleh destilat sebanyak 200 ml. Distilat yang diperoleh di pisahkan menjadi dua bagian, yaitu distilat I sebanyak 100 ml dan distilat II sebanyak 100 ml. Masing-masing distilat ini kemudian di analisis kandungan bioetanolnya.
22 Dari analisis diperoleh bahwa konsentrasi bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari distilasi adsorpsi dengan zeolit pellet terigu (ZPT) adalah sebesar 97,66% dari kadar bioetanol awal 42,49%. Kondisi maksimum ini diperoleh pada konsentrasi pati 35% untuk distilat I.
Gambar 5.10. Distilasi adsorpsi dengan ZPT
konsentrasi bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari distilasi adsorpsi dengan zeolit pellet kanji (ZPK) adalah sebesar 97,11% dari kadar bioetanol awal 42,49%. Kondisi maksimum ini diperoleh pada konsentrasi pati 35% untuk distilat I.
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 10 15 20 25 30 35 40 K on setr as i B ioe tan ol, %
Kadar Pati Terigu, %
Distilat I Distilat II
23 Gambar 5.11. Distilasi adsorpsi dengan ZPK
Konsentrasi bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari distilasi adsorpsi dengan zeolit pellet beras (ZPK) adalah sebesar 94,38% dari kadar bioetanol awal 42,49%. Kondisi maksimum ini diperoleh pada konsentrasi pati 35% untuk distilat I.
Gambar 5.12. Distilasi adsorpsi dengan ZPB 85 87 89 91 93 95 97 99 10 15 20 25 30 35 40 K on setr as i B ioe tan ol, %
Kadar Pati Tapioka, %
Distilat I Distilat II 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 10 15 20 25 30 35 40 K on setr as i B ioe tan ol, %
Kadar Pati Beras, %
Distilat I Distilat II
24 konsentrasi bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari distilasi adsorpsi dengan zeolit pellet jagung (ZPJ) adalah sebesar 93,29% dari kadar bioetanol awal 42,49%. Kondisi maksimum ini diperoleh pada konsentrasi pati 35% untuk distilat I.
Gambar 5.13. Distilasi adsorpsi dengan ZPJ
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa zeolit pellet dengan tepung terigu lebih efektif untuk mengikat air, jika dibandingkan dengan tepung kanji, tepung beras dan tepung jagung.
5.3. Pengaruh Konsentrasi Bioetanol Awal dengan Distilasi Adsorpsi ZPT-35 Dari data sebelumnya, untuk kadar bioetanol awal 42,29%, belum bisa diperoleh bioetanol fuel grade, karena kadar bietanol maksimal hanya 97,66%. Untuk selanjutnya dilakukan penelitian dengan variable konsentrasi awal. Dalam hal ini zeolit pellet yang digunakan adalah ZPT-35. Hasil distilasi adsropsi dengan ZPT-35 dengan perbedaan konsentrasi awal dapat dilihat pada table 5.3.
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 10 15 20 25 30 35 40 K on setr as i B ioe tan ol, %
Kadar Pati Jagung, %
Distilat I Distilat II
25 Tabel 5.3. Hasil distilasi adsorpsi dengan ZPT-35 perbedaan konsentrasi awal
Konsentrasi Bioetanol Awal Konsentrasi Bioetanol Hasil Kelarutan dalam bensin 42.47 96.84 Tidak larut 78.58 97.06 Tidak larut 87.83 97.57 Tidak larut 94.16 99.52 Larut
Dari table 5.3. dapat dilihat bahwa untuk menghasilkan bioetanol fuel grade, maka kadar bioetanol awal harus minimal 94%.
Gambar 5.14. Hasil distilasi adsorpsi dengan ZPT-35 perbedaan konsentrasi awal 90 92 94 96 98 100 30 40 50 60 70 80 90 100 K on sen tr as i A kh ir , % Konsentrasi Awal, %
26 Chontira Boonfung dan Panarat Rattanaphanee (2010) melakukan penelitian dehidrasi bioetnaol dengan pati singkong (cassava starch). Dehidrasi etanol dalam proses PSA menggunakan singkong adsorben diuji dalam penelitian ini. Ada tiga variable yang diteliti, yaitu temperature adsopsi, tekanan adsorpsi dan laju alir umpan. Hasil dari berbagai percobaan menunjukkan bahwa peningkatan tekanan adsorpsi dan penurunan laju aliran umpan menyebabkan peningkatan konsentrasi etanol dalam produk. Kondisi optimum ditemukan pada temperature adsorpsi 120 °C , tekanan 2 bar dan katup 25% pembukaan di evaporator untuk pengendalian umpan laju aliran. Kesimpulannya, adsorpsi dengan selulosa berbasis adsorben bisa menjadi teknik yang ekonomis untuk memproduksi etanol anhidrat
27 BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1.Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa :
a. Jenis pati yang paling baik untuk membuat zeolit pellet adalah dari tepung terigu
b. Semakin tinggi kadar pati,kapasitas adsorpsi zeolit pellet akan semakin baik
c. Kadar bioetanol awal untuk mendapatkan bioetanol fuel grade adalah minimal 94%
3.2.Saran
a. Perlu dilakukan penelitian untuk memperbaiki performance zeolit pellet agar kadar bioetanol awal berkisar antara 80 – 90%.
b. Perlu dilakukan penelitian untuk merancang alat distilasi adsoprsi yang sbisa digunakan oleh industri bioetanol tradisional.
28 DAFTAR PUSTAKA
Abadi, L.O., 2007, “Dehidrasi Isopropil Alkohol”, Thesis Magister, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Carmo, M. J., and Gubulin, J.C., 1997, “Ethanol-Water Adsorption On Commercial 3a Zeolites: Kinetic And Thermodynamic Data”, Braz. J. Chem. Eng., 14, 3. Hartaya, H., 2005, “Pengaruh Pemdatan dan Kandungan Binder terhadap Porositas
Kaolin Teknis, Pusat Teknologi Dirgantara Terapan LAPAN.
Igbokwe, P. K., Okolomike, R.O, and Nwokolo, S.O., 2008, “Zeolite for Drying og Ethanol-Water system from a Nigerian Clay Resource”, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 109-112.
Ma’ruf, A., 2009, “Penggunaan Zeolit Alam sebagai Adsorben pada Pembuatan Bioetanol”, Seminar Nasional Lingkungan Hidup, Prorgam Studi Teknik Kimia, UMP, Purwokerto.
Ma’ruf, A., dan Mulyadi, A.H., 2010, “Pembuatan Zeolit Pelet Sebagai Adsorben Pada Pembuatan Bioetanol Tradisional”, Laporan Penelitian, Program Studi Teknik Kimia, UMP, Purwokerto.
Rakhmatullah, D.K.A., wiradini, G., dan Ariyanto, N.P., 2007, “Pembuatan Adsorben dari Zeolit Alam dengan Karakteristik Adsorption Properties untuk Kemurnian Bioetanol”, Program Studi Teknik Fisika, FTI, ITB, Bandung.
Rattanapitigorn, P., Raviyan, P., Khanongnuch, C., Ozimek, L. and Leesawat, P., 2005, “Microstructure and adsorption properties of gelatinized-tapioca starch beads modified by freezing and a freeze-drying method”, Journal of Agricultural Technology, 1, 2, 267-278
29 Rongsayamanont, C., and Sopajaree, K., 2007, “Modification of Synthetics Zeolite Peliets from Lignite Flay Ash : Pelletization”, World of Coal Ash (WOCA), Covington, Kentucky, USA.
Sugianto dan Ani, R.A., 2007, “Teknologi Pervaporasi untuk Dehidrasi Etanol Menggunakan Membran Zeolit NaA”, Program Studi Teknik Kimia FTI, ITB, Bandung
Tihmillioglu, T., and Ulku, S., 1996, “Use of Clinoptilolite in Ethanol Dehydration”, Separation Science and Technology”, 31, 20, 2855 - 2865
Tomanee, T., 2006, Cassava-Based Adsorbent for Removing Water from Ethanol Vapor, School of Chemical Engineering, Suranaree University of Technology
Plham, C.B., Mansigan, V.E., and Luis, V.S. , “Development Of Low Energy Process Of Water Adsorption From Ethyl Alcohol, National Institutes of Biotechnology and Applied Microbiology, U.P. at Los Banos, College, Laguna, Philippines
Boonfung, C and Rattanaphanee, P., 2010, “Pressure Swing Adsorption with Cassava Adsorbent for Dehydration of Ethanol Vapor” World Academy of Science, Engineering and Technology, 71.
30 LAMPIRAN
1. Analisis Densitas Bioetanol berat picno 12.36 gr berat picno+air 21.48 gr berat air 9.12 gr density air 0.9963 gr/ml vol picno 9.1539 ml Kadar Etanol berat total berat etanol density 100 19.54 7.18 0.784365 90 20.00 7.64 0.834617 80 20.09 7.73 0.844449 70 20.33 7.97 0.870667 60 20.54 8.18 0.893608 50 20.77 8.41 0.918734 40 20.97 8.61 0.940583 30 21.11 8.75 0.955877 20 21.24 8.88 0.970078 10 21.35 8.99 0.982095 0 21.48 9.12 0.996297
31 y = -0.002x + 1.0103 R² = 0.9756 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 d e n si ty, gr /m l konsentrasi,%
32 3. Riwayat Hidup Ketua dan Anggota Tim Pengusul
A. Ketua
1. Identitas Pribadi :
Nama : Anwar Ma’ruf, ST., MT.
Tempat dan Tgl Lahir : Pemalang, 4 Februari 1975 Jenis Kelamin : Laki-laki
Status Perkawinan : Menikah
Agama : Islam
Pekerjaan sekarang : Staf Pengajar Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik UMP
2. Pendidikan
No. Tahun Masuk Pendidikan Tahun Lulus
1 1999 Pascasarjana UGM 2002
2 1993 Teknik Kimia UNDIP 1998
3 1990 SMAN 1 Pemalang 1993
4 1987 SMPN 1 Ulujami, Pemalang 1990
5 1982 SDN 1 Botekan, Ulujami, Pml 1987
3. Pengalaman Kerja
Oktober 1998 – sekarang : Staf Pengajar Prodi Teknik Kimia FT UMP
4. Penelitian
a. Program Perhitungan Konstanta Kecepatan Reaksi (k) dari Data Percobaan Reaksi Fase Cair pada Reaktor Batch (1999)
b. Studi Penggunaan Zeolit untuk Adsorpsi Tembaga dalam Tangki Berpengaduk (2001)
c. Pendekatan Shringking Core Diffusion Model pada Penentuan Harga Difusivitas Efektif pada Adsorpsi Asam Asetat dengan Karbon Aktif (2003) d. Pengaruh Temperatur Pada Kesetimbangan Adsorpsi Asam Oksalat Dengan
Karbon Aktif (2004)
e. Adsorpsi Besi Dalam Air Tanah Dengan Zeolit Alam Dalam Kolom Unggun Diam Melalui Kajian Simulasi (2004)
f. Kajian Kinetika Pertukaran Ion Logam Berat Seng Dengan Zeolit Alam (2006) g. Studi Kinetika Adsorpsi Besi Dalam Air Tanah Dengan Zeolit Alam Yang
Telah Diaktifkan (2005)
h. Pengambilan dan Uji Awal Minyak Kemukus Sebagai Bahan Bakar Alternatif Pengganti Kerosin (Biokerosin) (2007)
33 j. Penggunaan Zeolit Alam sebagai Adsorben pada Pembuatan Bioetanol (2009) k. Pembuatan Zeolit Pelet Sebagai Adsorben Pada Pembuatan Bioetanol
Tradisional (2010)
5. Pengabdian
a. Pelatihan Pengolahan Limbah Pabrik Tahu, 2005
b. Pelatihan Penulisan Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa bagi Mahasiswa UMP (2005)
c. Pelatihan Penulisan Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa bagi Mahasiswa UMP (2006)
d. Pelatihan Penulisan Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa bagi Mahasiswa UMP (2007)
e. Pelatihan Penulisan Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa bagi Mahasiswa UMP (2008)
f. Pelatih Pendamping pada Pelatihan OPPEK bagi Pembina Kemahasiswaan UMP (2008)
g. Pelatihan Pembuatan Bioetanol bagi Siswa SLTA se-eks Karsidenan Banyumas (2008)
Purwokerto, 30 Nopember 2011
34 B. Anggota
1. Identitas Pribadi :
Nama : Neni Damajanti, S.T., M.T.
Tempat dan Tgl Lahir : Pekanbaru, 9 Februari 1970 Jenis Kelamin : Perempuan
Status Perkawinan : Menikah
Agama : Islam
Pekerjaan sekarang : Staf Pengajar Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik UMP
2. Pendidikan
No. Tahun Masuk Pendidikan Tahun Lulus
1 2000 Pascasarjana ITB 2003
2 1989 Teknik Kimia UNDIP 1996
3 1986 SMAN 2 Purwokerto 1989
4 1983 SMPN 1 Purwokerto 1986
5 1978 SDN 2 Sokanegara, Purwokerto 1983
3. Pengalaman Kerja
Maret 1998 – sekarang : Staf Pengajar Prodi Teknik Kimia FT UMP
4. Penelitian
a. Pembuatan Kitosan Melalui Isolasi Kitin dari Kulit Udang (2001)
b. Pengaruh Durasi Tahap Pengisian dan Siklus Pendek dalam Sequencing Batch Reactor (SBR) terhadap Pembentukan PHA
c. Pengaruh Temperatur Pada Kesetimbangan Adsorpsi Asam Oksalat Dengan Karbon Aktif (2004)
d. Adsorpsi Besi Dalam Air Tanah Dengan Zeolit Alam Dalam Kolom Unggun Diam Melalui Kajian Simulasi (2004)
e. Kajian Kinetika Pertukaran Ion Logam Berat Seng Dengan Zeolit Alam (2006)
5. Pengabdian
a. Pelatihan Pengolahan Limbah Pabrik Tahu di kecamatan Sokaraja (2005) b. Pelatigan Pembuatan Biogas di kecamatan Baturaden (2008)
c. Pelathan Pembuatan Nata de Coco bagi Siswa SLTA se-eks Karsidenan Banyumas (2008)
Purwokerto, 30 Nopember 2011
