PEMANFAATAN NIRA AREN MENJADI ETHANOL

OLEH : YOS SONO


BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
.Pemanfaatan tanaman aren di Indonesia sudah berlangsung lama, namun agak lambat perkembangannya menjadi komoditi agribisnis karena sebagian tanaman aren yang dihasilkan adalah tumbuh secara alamiah atau belum di budidayakan. Namun, karena fungsi dan manfaatnya yang besar, pohon ini mulai dijadikan tanaman budidaya di Indonesia.
Fungsi istimewa pohon aren adalah sebagai pengawet sumber daya alam terutama tanah, sebagai penyerap dan pengikat air yang besar, untuk kelestarian lingkungan hidup tetutama untuk pengijauan pada daerah, daerah perengan pegunungan dan sungai-sungai dan ini sangat cocok untuk dikembangkan di negara tropis seperti indonesia. Secara umum pengembangan pohon aren berbasis industri akan dapat menekan pengagguran, menambah penghasilan para petani dan secara khusus dapat berfungsi sebagai sumber pendapatan negara.
Pohon Aren disebut Enau, dalam bahasa Latin disebut Arengga pinnata Merill atau sinonimnya Arenga saccarifera Labill, famili Arecaceae, Aren merupakan tumbuhan multiguna, memiliki banyak manfaat bagi kehidupan masyarakat.
Tahun 2007 / 2008 di Sulut luas areal pohon aren 74.844 hektar dengan produksi air nira sebanyak 30.846,38 ton per tahun. Daerah sentra aren di Sulut tersebar di Kabupaten Minahasa Selatan, Kota Tomohon dan Kabupaten Minahasa. Di Sulawesi Utara populasi pohon Nira Aren sekitar 3 juta. Rata-rata produksi nira aren ialah sebesar 10 liter nira/hari/pohon bahkan pada masa suburnya untuk beberapa jenis pohon Aren (Aren Genjah) satu pohon perhari dapat menghasilkan nira aren sebesar 40 liter, dengan kalkulasi sederhana jika dalam satu hektar dapat tumbuh 200 pohon Aren dan tiap harinya disadap 100 pohon maka dalam satu hari dapat menghasilkan nira aren sebesar 1000 liter/ha/hari dengan rule of thumb konversi glukosa menjadi ethanol sebesar 0,51 g ethanol/g glukosa maka dalam satu hari bioethanol perhektar yang dapat diperoleh ialah 500 liter/hari.
Daerah sebaran pohon nira yang paling banyak terdapat di Wilayah Sumatra (Sumatra Selatan, Sumatra Barat, Sumatra Timur dan Aceh), Jawa (Jawa Barat dan Jawa Tengah), Sulawesi (Sulawesi Utara, Tengah dan Tenggara), Maluku (Seram), Maluku Utara (Halamahera dan Bacan) dan Papua.
Kandungan gizi yang terdapat Pada pohon aren diantaranya kadar air (87,66 - 88,85), kadar gula (12,04 – 10,02), kadar protein (0,23 - 0,36), kadar lemak (0,02), kadar abu (0,3 - 0,21), Anonim (1981). Dengan kandungan dimiliki aren inilah yang membuat perbandingan dari bahan baku tebu untuk di jadikan Bioethanol. dimana produktivitas aren bisa 4-8 kali dibandingkan tebu dan rendemen gulanya 12%, sedangkan tebu rata-rata hanya 7% .
Semua bagian pohon aren dapat diambil manfaatnya, mulai dari akar (untuk obat tradisional), batang (untuk berbagai macam peralatan dan bangunan), daun muda/janur untuk pembungkus kertas rokok. Hasil produksinya juga dapat dimanfaatkan, misalnya buah aren muda untuk pembuatan kolang-kaling, pati/tepung dalam batang. Berbagai macam olahan yang berbahan baku nira aren yaitu : Nira Aren Segar aneka rasa & aroma, Syrup Aren Murni, Gula Aren Cetak Murni (aneka bentuk dan ukuran), Gula Aren Serbuk (gula Aren semut) dengan aneka rasa & aroma, Aneka minuman instan berkhasiat (kombinasi dengan beragam ramuan minuman berkhasiat obat) dan juga dapat dibuat sebagai bahan baku bioethanol.
Nira Aren memiliki kelebihan dibandingkan dengan bahan baku bioetanol lainnya seperti singkong dan jagung (tanaman penghasil pati) dikarenakan tahap yang dilakukan cukup satu tahap yaitu tahap fermentasi, sedangkan bioetanol yang berasal dari tumbuhan berpati memerlukan tahap hidrolisis ringan (sakarifikasi) untuk merubah polimer pati menjadi gula sederhana.
Nira Aren di beberapa daerah selain sebagai bahan pemanis, melalui proses fermentasi, Nira diubah menjadi minuman beralkohol yang dikenal dengan nama tuak. Alkohol yang dihasilkan secara ilmiah dikenal dengan nama Etanol Nira dapat diubah menjadi bioetanol. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati dengan bantuan fermentasi oleh bakteri ragi (Saccharomyces cereviseae) dimana kandungan gula (sukrosa) pada nira dikonversi menjadi glukosa kemudian menjadi etanol yang produknya disebut sebagai bioethanol.
Kegunaan alkohol bermacam-macam dalam berbagai kepentingan. Tidak hanya sebatas sebagai bahan pembuatan minuman keras. Alkohol juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan kosmetik, obat-obatan, pelarut, antiseptik, maupun bahan bakar kimia organik. Salah satunya juaga sebagai bahan untuk mencampur dengan BBM. Ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi kemudian dilakukan destilasi untuk memisahkan ethanol dan air sampai kadar 95-96%. Kemudian proses untuk memisahkan ethanol dan air sampai kadar 99,5% dilakukan dengan menggunakan molecular sieve atau menggunakan membrane pervaporasi. Etanol 99,5% ini yang bisa digunakan untuk menjadi bahan bakar energi alternatif.
Berdasarkan uraian diatas maka perlu studi praktek kerja lapang untuk mengetahui pembuatan ethanol dari nira aren.
B. Tujuan Dan Manfaat
Tujuan pelaksanaan praktek kerja lapang dari nira aren yaitu untuk mengetahui pembuatan etanol di Pabrik Bioetanol. Diharapkan dengan praktek kerja lapang ini dapat memberikan informasi kepada masyarakat tentang pembuatan nira Aren menjadi Etanol.


BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

A. Karakteristik Tanaman Aren Aracaceae (pinang-pinangan)
Tinggi batang tanaman aren berkisar antara 8-25 m dan diameter 65 cm sehingga untuk menyadap nira diperlukan tangga. Tanaman berbunga setelah berumur 7-12 tahun. Tandan bunga muncul dari setiap pelepah atau bekas pelepah daun, mulai dari atas kira-kira seperempat dari pucuk ke arah bawah. Bunga pada tandan pertama hingga kelima atau enam adalah bunga betina, baru disusul bunga jantan yang muncul secara bertahap hingga ke pangkal batang, atau 2-3 m di atas tanah. Tandan bunga yang disadap adalah tandan bunga jantan.
Jumlah tandan produktif hanya 4-6 tandan dengan masa sadap 2-3 bulan. Dengan demikian, masa sadap aren berkisar 8-18 bulan. Setelah itu, bunga jantan masih keluar, tetapi kurang produktif. Nira aren mengandung gula yang tinggi, hingga 12%. Bila tidak diawetkan, nira akan terfermentasi menjadi alkohol dan cuka. Tanaman aren akan mati 5 tahun setelah berbunga. Seluruh bunga betina akan masak dalam 1- 3 tahun. Bunga betina yang masih muda dapat diolah menjadi kolangkaling.
Dalam satu tandan, buah masak tidak serempak. Bunga betina masak mengandung 2-3 biji dengan kulit yang keras. Jumlah bunga betina berkisar antara 5-8 ribu biji per tandan. Batang aren dibungkus oleh pelepah daun dan ijuk yang melekat pada pangkal pelepah. Ijuk dapat dipanen setelah tanaman berumur 4 tahun dan terus dipanen hingga 8-10 tahun, bergantung jenis dan pertumbuhan tanaman. Batang berkulit keras yang membungkus jaringan gabus yang mengandung pati. Kandungan pati mencapai maksimum sebelum tanaman berbunga dan menurun drastis ketika tanaman disadap. Panen pati dapat dilakukan jika tanaman tidak disadap.
B. Penyebaran dan Syarat Tumbuh
Wilayah penyebaran Aren terletak antara garis Lintang 20º Lu - 11º Ls yaitu meliputi : India, Srilangka, Banglades, Burma, Thailand, Laos, Malaysia, Indonesia, Vietnam, Hawai, Philipina, Guam dan berbagai pulau disekitar Pasifik. (Burkil, 1935); Miller, 1964; Pratiwi (1989). di Indonesia tanaman aren banyak terdapat dan tersebar hamper diseluruh wilayah Nusantara, khususnya di daerah perbukitan dan lembah.
Tanaman aren sesungguhnya tidak membutuhkan kondisi tanah yang khusus (Hatta-Sunanto,1982). Sehingga dapat tumbuh pada tanah-tanah liat, berlumur dan berpasir, tetapi Aren tidak tahan pada tanah yang kadar asamnya tinggi (Ph tanah terlalu asam). Aren dapat tumbuh pada ketinggian 9 – 1.400 meter di atas permukaan laut. namun yang paling baik pertumbuhannya pada ketinggian 500 – 800 meter di atas permukaan laut dengan curah hujan lebih dari 1.200 mm setahun atau pada iklim sedang dan basah menurut Schmidt dan Ferguson.
C. Kegunaan Pohon Aren
Pohon Aren dapat dimanfaatkan, baik berfungsi sebagai konservasi, maupun fungsi produksi yang menghasilkan berbagai komoditi yang mempunyai nilai ekonomi.
1. Fungsi Konservasi
Pohon aren dengan perakaran yang dangkal dan melebar akan sangat bermanfaat untuk mencegah terjadinya erosi tanah. demikian pula dengan daun yang cukup lebat dan batang yang tertutup dengan lapisan ijuk, akan sangat efektif untuk menahan turunnya air hujan yang langsung kepermukaan tanah. disamping itu pohon aren yang dapat tumbuh baik pada tebing-tebing, akan sangat baik sebagai pohon pencegah erosi longsor.
2. Fungsi Produksi
Fungsi produksi dari pohon aren dapat diperoleh miulai dari akar, batang, daun, bunga dan buah. di jawa akar aren digunakan untuk berbagai obat tradisional (Heyne, 1927; Dongen, 1913 dalam Burkil 1935). akar segar dapat menghasilkan arak yang dapat digunakan sebagai obat sembelit, obat disentri dan obat penyakit paru-paru. batang yang keras digunakan sebagai bahan pembuat alat-alat rumah tangga dan ada pula yang digunakan sebagai bahan bangunan.
batang bagian dalam dapat menghasilkan sagu sebagai sumber karbohidrat yang dipakai sebagai bahan baku dalam pembuatan roti, soun, mie dan campuran pembuatan lem (Miller, 1964). sedangkan ujung batang yang masih muda (umbut) yang rasanya manis dapat digunakan sebagai sayur mayor (Burkil, 1935). daun muda, tulang daun dan pelapah daunnya, juga dapat dimanfaatkan untuk pembungkus rokok, sapu lidi dan tutup botol sebagai pengganti gabus.
Tangkai bunga bila dipotong akan menghasilkan cairan berupa nira yang mengandung zat gula dan dapat diolah menjadi gula aren atau tuak (Steenis et.al., 1975). buahnya dapat diolah menjadi bahan makanan seperti kolang-kaling yang banyak digunakan untuk campuran es. kolak atau dapat juga dibuat manisan kolang-kaling.
D. Nira Aren
Adapun nira yang biasa dideras dari berbagai jenis palma (Arenga pinnata, Borassus flabellifer, Cocos Nucifera and Nypa Fruticans) kandungan total sugarnya berkisar 10-20%. Apabila dibudidayakan dengan baik, akan sangat potensial dimanfaatkan untuk pembuatan ethanol, karena produktifitasnya bisa mencapai 20 ton gula per hektar per tahun (Dalibard, 1997). Pengolahannya untuk bahan baku bioethanol akan diperoleh 8,8 ton atau setara 11.000 liter Fuel Grade Ethanol per hektar per tahun.
Nira aren dihasilkan dari penyadapan tongkol (tandan) bunga, baik bunga jantan maupun bunga betina. Akan tetapi biasanya, tandan bunga jantan yang dapat menghasilkan nira dengan kualitas baik dan jumlah yang banyak. Oleh karena itu, biasanya penyadapan nira hanya dilakukan pada tandan bunga jantan.

Sebelum penyadapan dimulai, dilakukan persiapan penyadapan yaitu :
1. Memilih bunga jantan yang siap disadap, yaitu bunga jantan yang tepung sarinya sudah banyak yang jatuh di tanah. Hal ini dapat dilihat jika disebelah batang pohon aren, permukaan tanah tampak berwarna kuning tertutup oleh tepungsari yang jatuh.
2. Pembersihan tongkol (tandan) bunga dan memukul-mukul serta mengayun-ayunkannya agar dapat memperlancar keluarnya nira. Pemukulan dan pengayunan dilakukan berulang-ulang selama tiga minggu dengan selang dua hari pada pagi dan sore dengan jumlah pukulan kurang lebih 250 kali.
3. Untuk mengetahui, apakah bunga jantan yang sudah dipukul-pukul dan diayun-ayun tersebut sudah atau belum menghasilkan nira, dilakukan dengan cara menorah (dilukai) tongkol (tandan) bunga tersebut. Apabila torehan tersebut mengeluarkan nira maka bunga jantan sudah siap disadap.
4. Penyadapan dilakukan dengan memotong tongkol (tandan) bunga pada bagian yang ditoreh. Kemudian pada potongan tongkol dipasang bumbung bamboo sebagai penampung nira yang keluar.
5. Penyadapan nira dilakukan 2 kali sehari (dalam 24 jam) pagi dan sore. Pada setiap penggantian bumbung bamboo dilakukan pembaharuan irisan potongan dengan maksud agar saluran/pembuluh kapiler terbuka, sehingga nira dapat keluar dengan lancer.
6. Setiap tongkol (tandan) bunga jantan dapat dilakukan penyadapan selama 3 – 4 bulan sampai tandan mongering. Hasil dari air aren dapat diolah menjadi gula aren, tuak, cuka, minuman segar dan etanol.
E. Sifat Ethanol
Ethyl alcohol atau ethanol adalah salah satu turunan dari senyawa hidroksil atau gugus OH, dengan rumus kimia C2H5OH. Istilah umum yang sering dipakai untuk senyawa tersebut, adalah alkohol. Ethanol mempunyai sifat tidak berwarna, mudah menguap, mudah larut dalam air, berat molekul 46,1, titik didihnya 78,3°c, membeku pada suhu –117,3 °c, kerapatannya 0,789 pada suhu 20 °c, nilai kalor 7077 kal/gram, panas latent penguapan 204 kal/gram dan mempunyai angka oktan 91–105 (alico, 1982).
F. Penggunaan Ethanol
Ethanol dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Setelah dicampurkan dalam gasoline, digunakan sebagai bahan bakar di berbagai negara seperti Brazil, Amerika Serikat, Argentina, Australia, Kuba, Jepang, Selandia Baru, Afrika Selatan, Swiss dan lain-lain. Pada masa perang dunia I dan II industri alkohol berkembang pesat, dengan tujuan utama sebagai bahan bakar. Selain itu etanol banyak digunakan juga dalam industri minuman, kosmetik dan industri parmasi seperti deterjen, desinfektan dan lain-lain. Alkohol dari produk petroleum atau dikenal sebagai alkohol sintetis banyak dipakai untuk bahan baku pada industri acetaldehyde, derivat acetyl dan lain-lain.
G. Pembentukan Ethanol
Ethanol (C2H5OH) merupakan senyawa yang sangat penting dan antara lain digunakan sebagai pelarut (Solvent), desinkfektan dalam industry kosmeik, farmasi, medis kimia dan sebagai bahan baku untuk sintesa pembuatan bahan kimia seperti aldehyde, asam asetat. Ethanol yang digunakan merupakan ethanol teknis dengan kadar 95-96% ethanol sebagai bahan bakar memerlukan ethanol dengan kadar yang lebih tinggi yaitu ethanol dengan kadar 99,5% atau Fuel Grade Ethanol (FGE).
Pembuatan ethanol dapat dilakukan dengan 2 cara :
1. Dengan cara sintesa dari etilen
Ethanol ini dihasilkan dari sintesa etilen yang merupakan derivate minyak bumi dengan proses yang disebut hidrasi.
Yaitu reaksi kimia etilen dengan air :
C2H4 + H2O…………… C2H5OH
Etilen Air Ethanol
2. Dengan proses fermentasi
Proses fermentasi dapat dilakukan pada bahan bergula seperti nira aren
Proses reaksi fermentasi :
C6H12O6……………….2 C2H5OH + 2CO2
Glukosa Ethanol Karbondioksida

Ethanol yang dihasilkan dari proses fermentasi kemudian dilakukan destilasi untuk memisahkan ethanol dan air sampai kadar 95-96%. Kemudian proses untuk memisahkan ethanol dan air sampai kadar 99,5% dilakukan dengan menggunakan molecular sieve atau menggunakan membrane pervaporasi.


BAB III
METODE PRAKTEK KERJA LAPANGAN

A. Tempat dan Waktu
Praktek ini dilakukan selama dua bulan mulai Juli sampai dengan September 2009. Pelaksanaan praktek dilakukan di Pabrik Bioetanol Jalan Trans Sulawesi Desa Kapitu Kecamatan Amurang Barat Kabupaten Minahasa Selatan.
B. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah Nira Aren 8000 L dengan alkohol 4,5 %, soilid 2 kg, Yeast (saccharomyces cereviseae) 2 kg, urea 1 kg, NPK 0,5 kg dan sedangkan alat yang digunakan adalah penampung, pembibitan / Seeding tank (T-103 A), Unit fermentasi (fermentor) dengan pengaduk serta motor unit distilasi, pompa, heat exchanger dan alat kontrol, Boiler, termasuk system feed water dan penyimpan sisa dan fitting
C. Metode Praktek Kerja Lapang
1. Metode deskriptif yaitu pengambilan data primer dan data sekunder.
2. Wawancara
D. Prosedur Praktek Kerja Lapangan
Prosedur praktek dilakukan melalui beberapa cara
1. Observasi lapang
Kegiatan observasi lapang ini bertujuan untuk mengenal dan melihat kondisi lapangan serta melakukan pengamatan pribadi.
2. Ikut serta dalam kegiatan proses produksi
Ikut serta dalam kegiatan uji coba pengolahan ethanol sehingga dapat mengetahui secara jelas bagaimana proses pengolahan dengan bimbingan dari operator pabrik.
3. Wawancara
Wawancara ini dilakukan dengan pihak penanggung jawab yaitu pemeintah daerah minahasa selatan dibawah koordinasi dinas perindustrian dan perdagangan juga dengan pihak gabungan kelompok tani (Gapoktan) nira aren sebagai karyawan Pabrik Bioethanol. Hal ini bertujuan untuk mencari informasi atau kejelasan mengenai jenis pekerjaan yang dilakukan di Pabrik Bioetanol.
4. Pengumpulan Data
Sumber data yang diperoleh berdasarkan data primer dan data sakunder. Data primer yaitu data yang yang diperoleh dari responden dan data dari pabrik bioetanol. Untuk data sakunder berupa laporan dan literatur pendukung.


BAB IV
KEADAAN UMUM LOKASI PRAKTEK KERJA LAPANGAN

A. Profil Perusahaan
Pabrik Bioetanol adalah pabrik yang membuat Nira Aren menjadi Ethanol yang memang dibangun dan dimamfaatkan untuk merangsang aktivitas ekonomi para petani Nira Aren yang berskala kecil dan menengah. Dilaksanakan secara terpadu lewat program unggulan Gabungan Kelompok Tani Nira Aren yang berada di minahasa selatan. Pabrik Bioethanol terbentang diatas areal ± 4 ha, luas bangunan P : 24 m dan L : 12 m yang berlokasi di Desa Kapitu Kecamatan Amurang Barat Kabupaten Minahasa Selatan.
Adapun maksud dan tujuan dalam mendirikan pabrik bioethanol ini yaitu turut melaksanakan program pemerintah tentang BBM dan instruksi presiden no 1 tahun 2006 tanggal 25 januari 2006 tentang penyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati (biofuel) sebagai bahan bakar. Peraturan presiden republik indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif. Terutama mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak (BBM) yang kian merosot. Dan membantu para petani Nira aren untuk mendapat penghasilan juga membuka lapangan pekerjaan bagi para masyarakat Nira Aren sekitarnya.

B. Tata Kerja Praktek Kerja Lapang
Dalam menjalankan kegiatan usahanya Pabrik Bioethanol dikelola oleh Daerah Minahasa Selatan dibawah pengawasan Dinas Perdagangan Dan Perindustrian Minahasa Selatan. Mempunyai tenaga yg profesional diberbagai bidang/disiplin ilmu. Masin-masing ditempatkan pada kantor utama dan para pekerja yang terampil. Walaupun masi dalam tahap uji coba namun Pabrik Bioethanol ini sendiri sudah bisa mencapai sasaran dalam pembuatan nira aren menjadi ethanol.
Stuktur organisasi Pabrik Bioetanol Didesa Kapitu Kecamatan Amurang Barat Kabupaten Minahasa Selatan dapat dilihat pada lampiran 1.
C. Sarana dan Prasarana Tempat Praktek Kerja Lapangan
Sarana dan prasarana yang menunjang pelaksanaan usaha Pabrik Bioetanol terbagi 2 yaitu secara fisik dan non fisik adalah sebagai berikut :
1. Fisik
a. Bangunan Induk Pabrik (12 X 30) Meter
- Kantor
- Laboratorium
- Tempat penampung saguer
- Boiler
b. Bangunan penujang
- Kantor registrasi
- Pos keamanan
- Sumur
- Km / wc
c. Sarana jalan dan parkir
2. Nonfisik
Sarana penunjang produksi bioethanol yang diperlukan untuk membantu kelancaran ataupun terlaksananya operasi secara keseluruhan, meliputi kebutuhan air, udara, listrik dan uap (steam).
a. Air (kebutuhan air dibagi menjadi 2 bagian), yaitu :
- Air proses, yang akan habis dalam pemakaian, sebagai contoh air sebagai umpan boiler untuk dijadikan uap (steam) dan air pencuci;
- Air penunjang proses, air yang pada prinsipnya setelah dipakai dapat ditampung, kemudian setelah diperbaiki kondisinya dapat digunakan kembali. Ketersediaan air proses dapat dipenuhi dengan 2 buah deep well (sumur dalam) yang masing-masing berkapasitas 120 liter/menit. Berikut ini tabel kebutuhan air.
Tabel 1 : Kebutuhan Air Penunjang Proses
NAMA KEBUTUHAN
KEBUTUHAN MAKS.
(TON/JAM)
JAM OPERASI
(JAM/HARI)
KEBUTUHAN TOTAL
(TON/HARI)

SEEDING TANK
1,5
18
27

FERMENTOR 3 BUAH
3
24
72

OVERHEAD ONDENSOR
1
24
24

VENT CONDENSOR
0,1
24
2,4

PRODUCT COOLER
0,2
24
4,8

GENERATOR
0,2
24
4,8

a. Udara
Kebutuhan udara disediakan oleh sebuah kompresor berkapasitas 50 nl/menit, tekanan 4 kg/cm2 dan temperatur 35°c. Udara dipakai untuk keperluan aerasi dan penggerak sistem alat kontrol, karena kebanyakan alat kontrol yang terpasang memakai pneumatic controller system.
b. Listrik
Apabila lokasi plant ethanol belum terjangkau oleh jaringan perusahaan listrik negara (pln), maka untuk kebutuhan listrik dipakai generator dengan bahan bakar minyak diesel (solar). Generator yang diperlukan berjumlah 2 unit, masing-masing dengan kapasitas terpasang 25 kva. Dalam keadaan pilot plant beroperasi, jumlah total listrik yang diperlukan berkisar antara 870–900 kw/hari, dengan kebutuhan bahan bakar solar ± 80 liter/hari.
c. Uap Air (Steam)
Uap air (steam) diperlukan terutama pada proses sterilisasi media pembiakan, proses distilasi dan secara berkala untuk pembersihan saluran pipa. Kebutuhan uap ini dibangkitkan oleh sebuah boiler dengan kapasitas terpasang 500 kg/jam, tekanan 7 kg/cm 2, temperatur 150°c dan menggunakan bahan bakar biomasa.
Tabel 2 : Kebutuhan Uap Air (Steam)
Nama peralatan
Kebutuhan maks.
(ton/jam)
Jam operasi
(jam/hari)
Kebutuhan total
(ton/hari)

Seeding tank
0,2
2
0,4

Fermentor
0,2
2
0,4

D. Kegiatan Pemasaran
Pemasaran merupakan faktor ekonomi akhir bagi segala kegiatan ekonomi yang berkaitan dengan bisnis dan perdagangan aktivitas pemasaran hasil produksi pabbrik bioetanol dalam tahap uji coba masi berkawasan didalam negri namun dalam pengembangan etanol sudah diakui dan diambil sampelnya untuk dibuktikan kegunaannya di Jakarta.


BAB V
PROSES PEMBUATAN NIRA AREN MENJADI ETHANOL

Proses Pembuatan Nira Aren menjadi adalah mengolah hasil sedapan air nira melalui komponen – komponen yang akan diolah menjadi ethanol.
Alur proses pengolahan nira aren yaitu :
A. Penerimaan Bahan Baku Nira
1. Pembelian Nira Aren
Pabrik Bioethanol membeli nira aren dari gabungan kelompok tani dan petani nira aren sekitarnya dengan harga nira yang berbeda. Nira dari gabungan kelompok tani dibayar dengan harga Rp. 2000,- /liter, sedangkanuntuk petani dibayar dengan harga Rp. 1500,- /liter. Sebelum dilakukan pemilihan nira, terlebih dahulu nira yang masuk dari gabungan kelompok tani dan petani diukur kadar alkohol apakah mencapi 4,5 %. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kadar mutu yang diperlukan dalam produksi.
2. Penampungan
Nira aren yang didapat dari Gapoktan dan para tani aren sekitarnya yang sudah ditampung sebanyak 8000 liter ditampung ke dalam tangki penampung kemudian dipompa (pompa nira) ke tangki boiler.
B. Proses Pengolahan
1. Boiler
Tangki boiler di masukan air sbanyak 50 cc untuk proses pemanasan. Proses pemanasan ini diambil dari tungku pembakaran . Di dalam tangki Boiler ini di panaskan selama 30 menit dngan ukuran suhu 2 bar termometer. Diharapkan terjadi penguapan, agar air yang terkandung dalam nira dapat berkurang, sehingga didapatkan total gula ± 13% w/v,. lalu dipompakan ke tangki seeding.
2. Seeding tank atau Tangki pembiakan/pembibitan
Cara kerja :
- Adonan sebanyak 8000 liter dengan kadar Ph 4,5 % yang total gula ± 13% w/v dipompa masuk ke dalam tangki seeding
- Tambahkan ragi yang berupa ragi Saccharomyces cerevisiae. (Proses pembiakan sudah dilakukan sebelumnya.
Seeding tangk Proses pembiakan khamir:
2 kg yeast dimasukan ke dalam 80 liter nira aren ke tangki seeding , ditambahkan nutrient urea 1 kg, NPK 0,5 kg, dan pH dijaga antara 4,5 – 5,5 dan suhu 30 °C. Waktu pembibitan 24 jam.
Bibit kemudian dimasukan ke dalam tangki seeding untuk proses pembibitan selanjutnya. Selama pembibitan/pembiakan dilakukan aerasi untuk proses aerob dengan mengalirkan udara dengan kompresor ke dalam tangki seeding. Proses seeding, yaitu proses pembiakan khamir yang dilakukan dalam seeding tank. Khamir (saccharomyces cereviseae) stock slant dipindahkan ke dalam slant baru dan dibiakkan selama 48 jam, kemudian dipindahkan ke dalam active test tube dan disimpan selama 24 jam, selanjutnya dipindahkan ke flask medium dan diinkubasikan selama 24 jam, kemudian diinokulasikan. Waktu pembiakan ini sekitar 24 – 30 jam. Proses seeding harus diatur sehingga saat pengumpanan yang pertama dimasukkan dalam fermentor, biakan khamir sudah siap untuk melakukan proses fermentasi.
Kondisi operasi :
- Suhu pembiakan adalah suhu (30°C)
- pH dijaga antara 4,5
- waktu pembiakan adalah 24 jam
- kadar alkohol 4,5 %
3. Tangki fermentor (a,b dan c)
Memasukan adonan dalam kedalam satu fermentor, yang jumlahnya tiga unit (a,b dan c). Nira yang telah berkadar (gula ± 13%) dicampur dengan hasil biakan khamir. Kemudian dilakukan aerasi selama 4 jam yang dimaksudkan untuk homogenisasi media serta untuk pertumbuhan khamir. Pengumpan ke 2 dan ke 3 dilakukan dalam selang waktu 8 jam. Suhu fermentasi dijaga ± 30 - 35 °c dengan., untuk menjaga suhu fermentasi maka dilakukan pendinginan memakai colling tower dengan pendingin air. Proses fermentasi telah selesai jka kadar ethanolnya dalam adonan telah konstan dengan mengambil sampling dari fermentor untuk pengecekan. Lalu adonan di masukan kedalam tangki broth sehingga kadar alkoholnya akan meningkat menjadi 90 %. Fermentasi dianggap selesai bila kadar alkohol dalam fermented broth sudah stabil.
4. Unit distilasi
Untuk proses pemisahan atau pemurnian dengan distilasi. Maka adonan hasil fermentasi dengan volume ± 8000 liter, kadar alkohol 4,5 %, dipompa ke 3 unit destilasi secara berturut - turut.
Unit distilasi terdiri dari Maische kolom, Voorloop kolom Rectifying kolom.
a. Maische kolom
Cara kerja :
- Dari fermentor, hasil fermentasi dipompa ke maische kolom melewati voorwarmer untuk memanaskan umpan sebelum masuk ke maische kolom dengan uap dari maische kolom.
- Umpan di pompa secara bertahap masuk ke maische kolom dengan membuka valve dan untuk pengaturan suhu di voorwarmer dipakai regulator uap.
- Cek tekanan pada pressure gage (tekanan meteran)
- Pemanasan menggunakan steam dari boiler. Steam yang dipakai mempunyai tekanan 0,4-0,7 kg/cm².
- Cek suhu temperature atas dan bawah kolom pada temperature gauge. Suhu dijaga 78-80°C.
b. Voorloop kolom
Cara kerja :
- Dari maische kolom, uap diembunkan dalam kondensor dan masuk ke dalam voorloop kolom. Voorloop kolom berupa kolom bubble cup tray dengan pemanas steam.
- Hasil atas diembunkan dalam kondensor dan didinginkan dalam pendingin hasil yang menggunakan air pendingin sebagai pendingin. Kadar ethanol meningkat 5 % sehingga menghasilkan 95% ethanol.
c. Rectifying kolom
Cara kerja :
- Dari bagian bawah voorloop kolom, cairan dipompa ke dalam rectifying kolom untuk dipisahkan lebih lanjut antara ehanol dan air hingga kadar 95-96%
- Cek suhu temperature bawah kolom pada temperature gauge
- Hasil ethanol dengan kadar 95-96% didinginkan dalam pendingin hasil yang menggunakan air pendingin.
- Hasil ethanol kadar 95-96% kemudian dialirkan ke unit dehidrasi
5. Dehidrasi : Molecular sieve dan membrane
Cara kerja :
a. Dari rectifying kolom, ethanol dengan kadar 96% masuk ke dalam unit dehidrasi untuk memisahkan ethanol dan air sampai kadar 99,5% dengan menggunakan molecular sieve atau menggunakan membrane.
b. Jika menggunakan molecular sieve, ethanol dengan kadar 96% dilewatkan dalam unit molecular sieve untuk menyerap kandungan air pada ethanol dan untuk regenerasi molecular sieve dipakai tekanan vacuum.
c. Jika menggunakan membrane, ethanol dan air dipisahkan dengan membrane pervaporasi dan memakai pompa vacuum untuk proses pemisahan hingga kadar 99,9% (Fuel grade ethanol). Hasil ethanol dengan kadar 99,5 ditampung dalam tangki penimbunan hasil.


BAB VI
PENUTUP

A. Kesimpulan
1. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Alkohol 4,5 %
2. Destilasi merupakan proses pembuangan air dari dalam etanol yang kadar airnya masih tinggi. Prinsip dasar dari proses destilasi adalah memisahkan dua buah campuran cairan (dalam hal ini etanol dan air) dengan memanfaatkan perbedaan titik didih dari kedua zat cair tersebut. Etanol yang titik didihnya lebih rendah (80 derajat) dari air (100 derajat) akan diuapkan dengan jalan memanaskanya. Air akan tinggal dan etanol akan menguap, uap etanol ini dijadikan cairan lagi dengan cara mendinginkanany. Dalam proses destilasi ini kadar etanol sampai 96%.
1. Maische kolom barkadar Ethanol 90 %
2. Voorloop kolom barkadar Ethanol 95-96 %
3. Rectifying kolom barkadar Ethanol
3. Proses dehidrasi merupkan proses untuk membuang air sampai menjadi 99,5%. etanol 99,5% ini yang bisa digunakan untuk menjadi bahan bakar energi alternatif. Proses dehidrasi ini ada tiga macam yaitu proses azeotropic distillation, molecular sieve dan membran pervoration
B. Saran
1. Pemerintah seharusnya lebih pro aktif dan mensosialisasikan kegunaan bio etanol yang bahan bakunya berasal dari nira aren, sangat penting menutupi kelangkaan BBM di Indonesia.
2. Bagi para petani saguer agar kiranya selalu menopang bahan baku yang diperlukan oleh pabrik etanol yang ada di kec. Amurang Barat melalui gabungan kelompok tani.
3. Sebaiknya penduduk yang ada di sulawesi utara khususnya di kec. Amurang barat, sadar akan pemanfaatan pohon aren yang bisa dijadikan bio etanol da juga dapat menambah kebutuhan ekonomi masyarakat.