sorghum bicolor l. moench dengan proses hidrolisa … · pembuatan bioetanol dengan pretreatment...
TRANSCRIPT
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
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).
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)
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%.