MENGHITUNG PRODUKSI BIOETANOL

etanol 90 persen

Seringkali kita ingin mengetahui berapa kira-kira potensi produksi bioetanol dari suatu bahan baku. Ini penting, terutama untuk menghitung kelayakan usaha bioetanol, potensi produksi, kapasitas produksi, sampai menentukan berapa kapasitas distilator, kebutuhan fermentor, tenaga kerja, dan lain-lain.

FAKTOR KONVERSI GLUKOSA-ETANOL

Fermentasi etanol adalah proses perombakan gula oleh mikroba (bisa yast/khamir atau bakteri) menjadi etanol.
Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

C6H12O6 –> CH3CH2OH + CO2

Sedikit kita cerita tentang reaksi kimia. Persamaan reaksi yang telah disetarakan adalah:

C6H12O6 –> 2CH3CH2OH + 2CO2

Jadi setiap 1 mol glukosa akan dihasilkan 2 mol etanol. Kita ingat-ingat lagi pelajaran kimia waktu SMU/SMA dulu.
Berat molekul (BM) Glukosa adalah 180,16 gr/mol
BM etanol adalah 46,07 gr/mol
Jadi kalau kita memfermentasi 1 gr glukosa, etanol yang dihasilkan kurang lebih adalah

= (2 x 46,07)/180,16
= 0,511gr (etanol absolute)

Atau bisa disimpukan faktor konversinya adalah

51%.

Berat jenis etanol pada kondisi standard adalah 0,789 gr/cm3 , sehingga volumenya adalah

= 0,511 gr /(0,789 gr/cm3)

= 0,648 cm3


Pada kenyataannya tidak ada atau zulit zekali kita mendapatkan etanol absolute, apalagi dengan peralatan seadanya.
Demikian pula rasanya tidak mungkin mendapatkan/merecovery 100% etanol yang ada di dalam cairan fermentasi. Dengan kata lain rasanya mustahil bin mustahal efisiensi hidrolisisnya mencapai 100%. Kalau kita bisa mendapatkan 95% dari total etanol saja sudah bagus sekali.

Kadar bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari proses distilasi adalah 95%. Seringkali kadarnya hanya 60%, 80%, atau 90%. Kita menghitungnya berdasarkan kadar etanol yang keluar dari distilator saja.

MULAI MENGHITUNG

distilasi etanol
Menakar molases sebelum fermentasi

Kini saatnya mulai berhitung. Pertama yang perlu diketahui adalah kadar gula atau kadar glukosanya. Data ini menjadi dasar dari semua perhitungan. Kalau tida ada ya…diperkirakan saja, yang realistis. Coba cicipi dan perkirakan kadar gulanya. Sebagai contoh orang jogja kalau membuat teh manis banget, kadar gulanya kira2 lebih dari 10%.

Sebagai contoh:
Kadar gula = 10%
Volume = 100 liter
maka total etanol teoritis yang bisa diperoleh adalah:

= 10% x 100 liter x 0,511
= 5,11 kg

Volume etanolnya adalah

= 5,1 kg x 0,789
= 4,03 liter.

Karena efisiensi distilasi tidak pernah 100%, maka perlu dikoreksi dengan efisiensi hidrolisisnya. Misalkan saja 95%. Jadi volume etahnol absolute yang bisa didapat adalah:

= 4,03 liter x 95%
= 3,83 liter

Kalau kadar etanolnya 95%, maka volumenya adalah:

= (100%/95%) x 3,83 liter
= 4,03 liter

Kalau kadar etanolnya 60%, bisa dihitung dengan cara yang sama:

= (100%/60%) x 3,83 litere
= 6,38 liter

MENGHITUNG PERKIRAAN OMZET

menakar molases

Kalau data potensi produksinya sudah diperoleh, menghitung perkiraan omzet menjadi lebih mudah. Kita perlu cari informasi terlebih dahulu berapa harga pasaran etanol saat ini. Dan juga tidak kalah penting adalah spesifikasi yang diminta. Misalnya saja etanol untuk pelarut/solvent, etanol untuk industri farmasi, industri kosmetik, disinfektan, atau biofuel. Sejauh yang saya tahu, bioethanol untuk fuel adalah yang paling murah, meskipun kadarnya paling tinggi (99%). Saya tidak tahu berapa harga bioethanol yang diminta Pertamina saat ini, tetapi info beberapa tahun yang lalu cuma Rp. 6000/liter. Sedangkan harga etanol untuk industri bisa mencapai Rp. 13.000/liter. Jauh banget ya…????!!!! Biar lebih menarik secara ekinomi, kita ambil yang tertinggi saja, etanol untuk industri.

Omzetnya tinggal kita kalikan potensi produksi dengan harga jualnya. Masih dengan contoh di atas,
Kadar gula = 10%
Volume = 100 liter
Efisiensi hidrolisis = 95%
Kadar etanol yang dihasilkan = 95%
Harga jual Rp. 13.000/liter
(catatan: harga ini hanya contoh saja, harga aktualnya harus dicari sendiri)

Cara menghitungnya

Lihat lagi contoh perhitungan yangdi atas.

= Rp. 13.000 x 4,03 liter
=Rp. 52.390 per 100 liter cairan fermentasi

Kalikan lagi dengan potensi bahan baku yang tersedia. Atau kapasitas produksi yang diinginkan.
Bagaimana? Apakah nilainya cukup menarik secara ekonomi? Kalau cukup prospektif, jangan tunggu lama-lama untuk memulainya.

Bahan baku untuk bioetanol bisa bermacam-macam, bisa nira tebu, nira kelapa, nira aren, sisa buah-buahan, atau bahan-bahan lain. Dari contoh perhitunhan di atas kita sudah bisa memperkirakan berapa potensi produksi bioetanol dari suatu bahan. Kita bisa analisis, apakah usaha ini cukup layak dikembangkan apa tidak.

MENGHITUNG KAPASITAS PRODUKSI

Kita perlu mencari data terlebih dahulu berapa potensi ketersediaan bahan baku. Cari data sevalid mungkin, karena ini urusannya dengan duit, investasi, dan berimbas ke banyak hal.

Agar lebih mudah kita pakai contoh lagi. Misalkan saja di sebuah kebun pepaya. Potensi buah afkir yang bisa diolah menjadi etanol adalah:

= 0.25 ton buah per minggu per ha atau
= 2 ton buah per ha per bulan

Sari buah yang bisa kita peroleh sekitar 80% dari beratnya, jadi volumenya:

= 2000 kg x 80% = 1600 liter

Andaikan kadar gulanya 10%, efisiensi hidrolisisnya 95%, dan kadar etanol yang dihasilkan 95%, maka volume etanol yang dihasilkan adalah

= 10% x 1600 liter x 0,511 x 0.789 x 95% x (100%/95%)
= 64,408 liter per ha per bulan.

Omzetnya adalah

= 64,408 liter x Rp 13.000/liter
= Rp. 838.612

Andaikan dalam sebulan ada 25 hari kerja, maka kapasitas pengolahannya adalah

= 64 liter per hektar per hari

dan kapasitas produksinya adalah

= 2,56 liter etanol per hektar per hari

Andaikan luas kebun di wilayah itu adalah 50 ha, maka kapasitas produksinya

= 2,56 x 50
= 128.16 liter

Dan omzetnya

= 128,16 liter X Rp. 13.000/liter
= Rp. 1.666.080/hari

Nilai yang cukup untuk sebuah produk yang diolah dari limbah. Nilai keuntungan ini akan semakin melimpah andaikata limbah bioetanol tersebut diolah menjadi POC yang nilainya bisa 3 x lipat lebih tinggi dari bioetanol. Catatan volume limbah bioetanol 13 x lipat dari kapasitas produksinya. Jadi nilai ekonomi POC bisa mencapai 39 kali dari potensi ekonomi bioetanol.

MENGHITUNG KEBUTUHAN PERALATAN

distilator

Masih dengan contoh di atas. Karena kapasitas pengolahannya 1600 liter x 25 hari, maka distilator yang dibutuhkan adalah distilator dengan kapasitas olahnya 1600 per hari.

bak atau drum fermentasi
Drum fermentor

Volume cairan yang difermentasi 1600 liter x 25 hari = 40.000 liter, karena itu kapasitas fermentornya harus bisa menampung sebanyak itu. Karena lama fermentasi 3 hari, jadi kapasitas fermentornya adalah 4800 liter. Kalau pakai drum dengan kapasitas 200 liter berarti perlu 14 drum. Bisa juga menggunakan tandon air dengan kapasitas 500 liter yang jumlahnya 10 tandon.

tandon fermentor
Tandon Fermentor

Kebutuhan – kebutuhan yang lain, seperti tangki penampungan, luas pabrik, tenaga kerja, fasilitas pengolahan limbah bisa dihitung sendiri. (Saya sendiri ngak hafal, maklum bukan lulusan teknik kimia).

***
Kurang lebih seperti itu cara menghitung potensi dan kapasitas produksi bioetanol. Harap maklum kalau kurang lengkap, kurang detail, dan banyak salahnya. Artikel ini ditulis sambil naik bis Damri Jgj-Mgl dan hanya bermodalkan ingatan saja. Semoga bermanfaat.

(Jogja, June 14, 2010. )


DOWNLOAD BIOETHANOL

Silahkan didownload resources yang mungkin Anda perlukan juga:

Daftar bahan lain yang bisa didownload: Download Di Sini
Cara mendownload: Klik dua kali pada link yang akan didownload. Kemudian ikuti perintah selanjutnya. Kalau ada iklan yang muncul, klik aja iklannya atau langsung ke SKIP ADD yang ada di pojok kanan atas.

Handbook on Bioethanol: Production and utilization
bioethanol ebook download free gratis percuma

Biofuel for Transportation
bioethanol ebook download free gratis percuma

Panduan Membuat Distilator
bioethanol ebook download free gratis percuma

Buku lengkap tentang fermentasi:
download gratis buku fermentasi

Advertisements

22 responses to “MENGHITUNG PRODUKSI BIOETANOL

  1. Bapak yang satu ini memang ruarr biasa, mulai dari membuat POC sampai Bioethanol, semuanya dirangkai secara sederhana tapi lengkap, mengarah ke semangat untuk berwirausaha
    saya sendiri membaca tulisan Bapak isroi ini secara langsung terpengaruh untuk membuka usaha sendiri, walaupun masih sekala wacana
    Lanjutkan idea idea pak isroi, semoga menjadi pahala yang tak terukur

    kalau sempat tolong uraikan proses pembuatan BIO GAS dan pengaruh pemberian Ca(OH)2 pada digester dan pH air

    terima kasih

    • Amin.
      Saya hanya menuliskan apa yang sedang saya kerjakan, saya pelajari, atau saya impikan.
      Kebetulan saya tidak banyak berkecimpung di dunia per-biogasan, jadi tidak banyak yang saya tahu dan bisa saya tuliskan. Tetapi saya punya karib yang memang bergumul di dunia per-biogas-an ini. Yaitu Pak Edwi Mahajoeno, dosen FMIPA UNS. Selain itu ada beberapa temen yang mendalami masalah itu. Kalau mau bisa saya hubungkan dengan mereka.
      Penambahan kapur mungkin untuk meningkatkan pH digester agar optimal untuk produksi biogas.
      Semoga bermanfaat.

  2. Saya Sedang Memproduksi Bioethanol Skala Rumahan 200L/Hr Kadar 95%. Saat Ini Saya Kesulitan Untuk Pemasaran.Bapak Isoi Bisa Membantu? HP Saya 081316180003.Terimakasih

  3. Saya mau tanya alat untuk mengukur kadar ethanol (mungkin seperti yang ada di gambar?dan mungkin juga kisaran harganya.
    Terima kasih.

  4. dadi kurniadi dadat

    makasih banget nih tulisannya sangat membantu saya,saya lgi coba2 bkin ethanol, dn lgi menghitung nilai ekonomisnya thanxs

  5. tolong dong bioetanol skala rumah tangga nya…..

  6. Teoritis?! Karena IPA (termasuk ekonomi kecuali marketing) adalah di atas IPS maka sebagusnya teori merangkai sebab dan akibat menggunakan logika matematika tinggi (misalnya integral, turunan, logaritma, dll) untuk mencari cara sebagusnya demi hasil sebagusnya. Tapi di sini saya hanya melihat hitungan rendahan setingkat sekolah dasar, cara dan hasil pihak lain yang dijadikan asumsi dan patokan. Tepatnya teoritis bagi Mas Isroi adalah dugaan alias hipotesis alias curiga ilmiah alias membayangkan secara ilmiah. Jadi ini hanya pengetahuan bagi siapa saja yang mengetahui apa yang dibaca alias dilihat di sini. Kalau tidak tahu maka hanya pernah melihat. Kalau kimia dan biologi SMU-nya sungguh-sungguh maka pasti tahu apa yang dibaca alias dilihat. (Tulis dong yang dalam dan lengkap tentang ragi, enzim yang dibuat ragi, biosintesis enzim, mekanisme reaksi kimia, bahan organik bioetanol, rancang bangun penyuling, pupuk lengkap, dll). Selain itu banyak salah hitung, mengubah rumus (misalnya: sebagusnya rumus volume = massa atau berat / massa jenis atau berat jenis), dll. Fruktosa dan glukosa ada dalam sel buah bukan air buah sehingga asumsi kadar gula 10% adalah dari massa buah bukan massa air buah. Lagipula apakah tidak tercemar mikroba penghasil asam sehingga mengurangi hasil etanol? Asam organik rantai C pendek akan bereaksi dengan etanol menghasilkan ester sehingga semakin mengurangi hasil etanol. Ragi mampu aerob dan anaerob, sehingga saat akan menyuling berpeluang masuk O2 ke dalam fermentor. Kalau aerob maka ragi juga akan menghasilkan asam organik rantai C pendek. Ragi ada sejumlah spesies dan subspesies sehingga mempengaruhi efisiensi dan efektivitas fermentasi. Misalnya pada biogas, Methanosarcina barkeri mensyaratkan asam cuka di atas 120 mM (mili Molar) untuk methanogenesis, tapi Methanosarcina acetivuran mensyaratkan asam cuka di atas 5 mM untuk methanogenesis. Total energi membuat bioetanol melebihi energi yang dimiliki etanol. Masih untung membuat biogas.

  7. Menghitung Volume

    Berapa Volume etanol yang beratnya segini
    Berat etanol : 0,5 gram
    Berat jenis : 0,78 Gram/cm3

    Berat jenis = berat / volume
    maka, Volume x Berat jenis = berat
    atau , Volume = berat / berat jenis

    Maka Volume daqri 0,5 g etanol =
    Volume = 0,5 / 0,78
    = 0.71 Cm3 = 0,71 CC

    Bukan 0,4 cm3, seperti hitungan p Isroi,

    Mohon dikoreksi, agar itungan ekonomi dan ukuran peralatannya tidak meleset
    TKS

    • Terima kasih koreksinya. Klo ada waktu dikoreksi lagi. Saya menghitungnya secara kasar, karena pada kenyataannya tidak pernah didapatkan ethanol murni.

  8. Jangan lupa menyamakan satuan (jadi teringat waktu SD dulu), kecuali satuannya habis saling membagi (itu lho corat-coret crot crot cret cret). Di sini “kebetulan” (sering disalahistilahkan dengan “keberuntungan” alias “lucky”) besaran 0,789 gr/cm3 = 0,789 x {0,001 Kg / 0,001 l) = 0,789 Kg/l.

  9. Lisnawati Lisna

    Aslkum,,, bpak bisa kirim referensi mengenai prosedur pembuatan bioetanol pada salak busuk,, ini sangat penting sekali bagi saya,, karna saya ingin membuat penelitian ini, tpi referensi yang saya dapat tidak jelas,, mohon di balas,, terima kasih sebelumnya,,

  10. Lisnawati lisna

    Tapi pak, apakah salak busuk itu pasti mengandung etanol, karna kndungan pati akan menurun hingga salak busuk,, disni mksud dri salak busk itu, seperti apa,,, pada salak busuk daging buahnya kan semakin sedikit pak,, mohon penjelasannya,, terima kasih,

  11. pak rumus volume nya apa gak kebalik ya..volume = berat x berat jenis harus nya apa bukan vokume = berat / berat jenis….

    saiful

  12. bapak maaf saya ingin nanya, bapak kalo bikin bioetanol dari limbah air tahu bisa ga?
    terus cara biar kita mengetaui kadar glukosa dalam air tahunya gimana?
    mohon infonya pak, terimakasih

  13. Terima kasih banyak pak untuk share ilmu dan e-booknya sangat membantu tugas pra desain bioetanol 95% saya. Oh iya pak untuk masalah harga itu bagaimana ya? Apakah kebutuhan di industri akan berbeda dengan peruntukan di laboratorium, klasifikasi di pasaran seperti apa? Saya masih mencari informasi tentang hal ini. Jika Bapak ada informasi mengenai hal itu, bisa dishare, terima kasih.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s