PEMBUATAN BIOETANOL dari

LIGNOSELULOSA BAGASSE SORGUM

(Sorghum Bicolor L. Moench) DENGAN

PROSES HIDROLISA ASAM SULFAT

DAN FERMENTASI

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

Disusun oleh:

Putri Febri Ramadhani (2311 030 023)

Adi Djoko Purwanto (2311 030 070)

Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Soeprijanto, M.sc

LATAR BELAKANG

BIOETANOL SORGUM

RUMUSAN MASALAH

Bagaimana cara mengetahui perbandingan

pembuatan bioetanol dengan pretreatment

menggunakan NaOH dan pembuatan

bioetanol tanpa pretreatment menggunakan

NaOH?

Bagaimana kadar bioetanol yang dihasilkan

dari pembuatan bioetanol dari lignoselulosa

bagasse sorgum denga proses hidrolisa

asam sulfat dan fermentasi ?

TUJUAN

Mengetahui perbandingan pembuatan bioetanol dengan pretreatment menggunakan NaOH dan pembuatan bioetanol tanpa pretreatment menggunakan NaOH.

Mengetahui kadar bioetanol yang

dihasilkan dari pembuatan bioetanol dari

lignoselulosa bagasse sorgum denga

proses hidrolisa asam sulfat dan

fermentasi.

MANFAAT INOVASI PRODUK

1. menghasilkan solusi pengembangan energi terbarukan

2. meningkatkan nilai jual pada hasil pertanian bagasse sorgum

Good for your car Good for your country Good for your environment

TINJAUAN PUSTAKA

• Bioetanol

Bioethanol adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan

merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

C6H12O6 C2H5OH + CO2 + Energi

HIDROLISA ASAM

• Hidrolisis merupakan proses pemecahan polisakarida di dalam biomasa ligniselulosa yaitu selulosa dan hemiselulosa menjadi monomer gula yang dapat dilakukan secara kimia ataupun enzimatis. Didalam metode hidrolisis asam, biomasa ligniselulosa dipaparkan dengan asam pada suhu dan tekanan tertentu selama waktu tertentu, dan menghasilkan monomer gula dari polimer selulosa dan hemiselulosa. Beberapa asam yang umum digunakan untuk hidrolisis asam antara lain asam sulfat (H2SO4), asam perklorat, dan HCl.

• Sorgum Manis (Sweet Sorgum) Sorgum Manis merupakan tanaman asli dari wilayah-wilayah tropis dan subtropis di bagian Pasifik tenggara dan Australia, wilayah yang terdiri dari Australia, Selandia Baru dan Papua. Sorgum merupakan tanaman dari keluarga Poaceae dan marga Sorghum. Sorgum sendiri memiliki 32 spesies. Diantara spesies-spesies tersebut, yang paling banyak dibudidayakan adalah spesies Sorghum bicolor (japonicum). Tanaman ini sekeluarga dengan tanaman serealia lainnya seperti padi, jagung dan gandum serta tanaman lain seperti bambu dan tebu. (Daru, 2003).

(www.slideshare.net/indahjoya, 2012)

Kandungan batang sorgum

METODOLOGI

Tahap Pelaksanaan :

• Pencacahan bahan baku

• Pretreatment bahan dengan NaOH (yang

menggunakan Pretreatment)

• Hidrolisa asam

• Fermentasi

• distilasi

Bhn selulosa : Bagasse

Pretreatment Hidrolisis

Asam

Proses Fermentasi

Hidrolisis Asam

Etanol

Etanol

YEAST NPK UREA

H2SO4 NaOH Air

Blok Diagram (menggunakan

Pretreatment)

Hidrolisis Asam

Proses Distilasi

Etanol

Etanol

Sorgum H2SO4

Etanol

Bhn selulosa : Bagasse

Air

Proses Fermentasi

Yeast NPK Urea

Blok Diagram (non-Pretreatment)

PRODUKSI BIOETANOL

+ H2SO4 1000 Ml, 80°C, 4

Jam

Fermentasi 3 Hari

Analisa

GC

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4

Kad

ar G

luko

sa (

g/L)

Waktu (jam)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1 2

Proses dengan pretreatment

Proses tanpa pretreatment

Variabel Konsentrasi Etanol (%)

Proses dengan pretreatment

0.17

Proses tanpa pretreatment

1.16

NERACA MASSA

masuk Keluar

aliran bagasse sorgum <1> Aliran Hasil hidrolisa <3>

selulosa 1,192.890 selulosa 202.7913

hemiselulosa 615.157 hemiselulosa 615.157

lignin 449.088 lignin 449.088

ash 81.865 ash 81.865

TOTAL 2,339.000 glukosa

1100.11713

aliran larutan<2> H2O

357.7638617

H2O 467.800 H2SO4 430.376

H2SO4 430.376

TOTAL 898.176

TOTAL 3,237.2 TOTAL 3237.2

PROSES HIDROLISA

NERACA MASSA

PROSES PENETRALAN

Masuk Keluar

Aliran bagasse kering <1> Aliran Hasil penetralan <4>

Selulosa 202.791300 Selulosa 202.791300

Hemiselulosa 615.157 Hemiselulos

a 615.157000

Lignin 449.088 Lignin 449.088000

Ash 81.865 Ash 81.865000

H20 357.764 H20 514.987689

H2SO4 430.376000 Glukosa 1100.117130

Glukosa 1100.11713 H2SO4 2.377804

TOTAL 3237.158292 Na2SO4 620.160652

Aliran NaOH <2>

NaOH 349.3862827

TOTAL 349.386283

TOTAL 3586.544574 TOTAL 3586.544574

NERACA MASSA

PROSES FERMENTASI

masuk keluar

aliran hasil hidrolisa <1> aliran distilasi <4>

selulosa 202.79 selulosa 202.79

hemiselulosa 615.16

hemiselulosa 615.16

lignin 449.09 lignin 449.09

ash 81.87 ash 81.87

glukosa 1100.12 H2O 514.99

H2O 514.99 H2SO4 2.38

H2SO4 2.38 Glukosa 1018.13

Na2SO4 620.16 C2H5OH 41.90

TOTAL 3586.54 CO2 40.08

NPK 3.24

Aliran NPK <2> yeast 16.19

NPK 3.24 urea 6.47

TOTAL 3.24 Na2SO4 620.16

Aliran Yeast <3>

yeast 16.19

TOTAL 16.19

Aliran Urea <4>

Urea 6.47

TOTAL 6.47

TOTAL 3612.44 TOTAL 3612.44

NERACA MASSA

PROSES PENYARINGAN

Masuk Keluar

Aliran bagasse hasil

fermentasi <1>

Aliran ampas sorgum <2>

Selulosa 202.79 Selulosa 202.79

Hemiselulosa 615.16 Hemiselulosa 615.16

Lignin 449.09 Lignin 449.09

Ash 81.87 Ash 81.87

H20 514.99 glukosa 1018.13

Glukosa 1018.13 yeast 16.19 H2SO4 2.38 NPK 3.24

Na2SO4 620.16 Urea 6.47

ethanol 41.90 TOTAL 2392.928973

yeast 16.19

NPK 3.24 Aliran larutan hasil filter <3>

Urea 6.47 H20 514.9876889

CO2 40.08 H2SO4 2.38

Na2SO4 620.16

ethanol 41.90

CO2 40.08

TOTAL 1219.512868

TOTAL 3612.441

841 TOTAL 3612.441841

NERACA MASSA

PROSES DISTILASI

Masuk Keluar

Aliran bagasse hasil

fermentasi <1>

Aliran distilat <2>

Selulosa 202.79 Selulosa 202.7913

Hemiselulosa 615.16 Hemiselulosa 615.157

Lignin 449.09 Lignin 449.088

Ash 81.87 Ash 81.865

glukosa 1018.13 glukosa 1018.13

yeast 16.19 yeast 16.18579146

NPK 3.24 NPK 3.237158292

Urea 6.47 Urea 6.474316583

H20

514.9876889 H20 514.9876889

H2SO4 2.38 H2SO4 2.38

Na2SO4 620.16 Na2SO4 620.16

ethanol 41.90 CO2 40.08

CO2 40.08

TOTAL 3570.537515

Aliran Kondensat <3>

ethanol 41.90

TOTAL 41.90

TOTAL 3612.4418

41 TOTAL 3612.44

NERACA PANAS

PROSES HIDROLISA

Panas Masuk Panas Keluar

Qin 6912.575345 Qloss 5373.447457

Qsupply 107468.9491 Qout 110403.0071

∆H reaksi -1394.93003

TOTAL 114381.5245 TOTAL 114381.5245

NERACA PANAS

PROSES DISTILASI

Panas Masuk Panas Keluar

Qin

7757.358

42 Qout

82339.90

615

Qsupply

78507.94

497 Qloss

3925.397

249

TOTAL

86265.30

339 TOTAL

86265.30

339

BREAK EVENT POINT

0

50000000

100000000

150000000

200000000

250000000

300000000

350000000

400000000

450000000

500000000

2600 5200 7800 10400 13000 15600 18200 20800 23400 26000 28600 30680

Bia

ya d

an P

en

jual

an (

Rp

.)

Unit Penjualan (Liter)

Grafik BEP

Pendapatan Total

Biaya Tetap

Biaya Variabel

Biaya total

KESIMPULAN

• Hasil percobaan bioetanol dengan proses pretreatment didapatkan kadar glukosa sebesar 9,375 g/l.

• Hasil percobaan bioetanol dengan proses tanpa pretreatment didapatkan kadar glukosa sebesar 40,7 g/l.

• Hasil percobaan bioetanol dengan proses pretreatment didapatkan konsentrasi etanol sebesar 0,17%.

• Hasil percobaan bioetanol dengan proses tanpa pretreatment didapatkan konsentrasi etanol sebesar 1,16%.