BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangBioetanol merupakan salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) di samping Biodiesel. Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip dehidrasi umumnya dilakukan dengan metode Molecular Sieve, untuk memisahkan air dari senyawa etanol. Bahan baku bio-etanol yang dapat digunakan antara lain ubi kayu, tebu, sagu dll.(Gaur, 2006).PT Energi Agro Nusantara adalah perusahaan yang menghasilkan bioetanol fuel grade dengan kemurnian minimal 99,5% dan angka oktan 120. Bioetanol produksi PT ini dihasilkan dari pengolahan hasil samping industri gula atau yang biasa disebut sebagai tetes tebu (molasses). Pabrik bioetanol milik PTPN X ini dibangun terintegrasi dengan Pabrik Gula Gempolkerep. Memanfaatkan tetes tebu pabrik gula, fasilitas pengolahan bioetanol itu memiliki kapasitas produksi 30.000 kiloliter per tahun.1.2 Tujuan1.2.1 Tujuan Umum1. Mengetahui perbandingan kajian teoritis selama perkuliahan dengan kenyataan di lapangan (PT Energi Agro Nusantara).2. Mengetahui kondisi PT Energi Agro Nusantara secara umum, meliputi sejarah perusahaan, aspek ketenagakerjaan, struktur organisasi dan perkembangan perusahaan.1.2.2 Tujuan KhususMengetahui cara penanganan inhibisi yeast oleh yield etanol pada proses pembuatan bioetanol di PT Energi Agro Nusantara, Kabupaten Mojokerto, Jawa Timur.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 MolaseMolase atau tetes tebu merupakan hasil samping dari tahap kristalisasi pada proses pembuatan gula. Kandungan molase adalah gula yang tidak dapat mengkristal dan merupakan sumber karbon yang dapat digunakan sebagai substrat dalam pembuatan bioetanol(Sebayang, 2006). Komposisi kimia Molase adalah sebagai berikut:

Tabel 2.1 Komposisi kimia MolaseKomposisiPresentase (%)

Bahan kering Total gula sebagai gula invert C N P2O5 CaO MgO K2O SiO2 Al2O3 Fe2O5 Total abu77 - 84

52 67

-0,4 1,50,6 2,00,1 1,10,03 0,12,6 5,0---7 11

Sumber: (http://www.wikipedia.com, 2014)

2.2 Mikroorganisme yang BerperanSaccharomyces cerevisiae merupakan mikroorganisme uniseluler, tidak berklorofil, tumbuh baik pada suhu 30oC, dan pada pH 4,8 serta termasuk dalam kingdom Fungi. Saccharomyces cerevisiae mampu memfermentasi berbagai jenis gula yaitu heksosa atau D-glukosa, D-fruktosa, dan D-manosa. Sukrosa, maltosa, dan D-galaktosa juga dapat difermentasi, tetapi gula dalam bentuk L tidak dapat difermentasi(Casey et al., 1983).

2.3 BioetanolBioetanol merupakan salah satu jenis biofuel (bahan bakar cair dari pengolahan tumbuhan) di samping Biodiesel. Bioetanol adalah etanol yang dihasilkan dari fermentasi glukosa (gula) yang dilanjutkan dengan proses destilasi. Proses destilasi dapat menghasilkan etanol dengan kadar 95% volume, untuk digunakan sebagai bahan bakar (biofuel) perlu lebih dimurnikan lagi hingga mencapai 99% yang lazim disebut fuel grade ethanol (FGE). Proses pemurnian dengan prinsip dehidrasi umumnya dilakukan dengan metode Molecular Sieve, untuk memisahkan air dari senyawa etanol. Bahan baku bio-etanol yang dapat digunakan antara lain ubi kayu, tebu, sagu dll.(Gaur, 2006).Karakteristik sifat sifat fisik etanol adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 Karakteristik Sifat Fisik Etanol Keterangan Nilai

Titik didih normal, oC, 1atmSuhu kritis, oCTekanankritis, kPa Volume kritis, L/molDensitas, d204, g/mlViskositas pada 20oC, mPas (cP)Kelarutan dalam air pada 20oCAutoignition temperature, oCTitik nyala, oC +78,32

243,16383,480,1670,78931,17

Saling larut793,0

14

Sumber: Kirk dan Othmer (1951)

2.4 Produksi BioetanolProduksi bioetanol dapat dilakukan dengan bantuan mikroorganisme atau secara fermentasi langsung dan menggunakan bahan baku yang mengandung kadar gula. Pada proses fermentasi bioetanol menggunakan Saccharomyces cerevisiae. Berikut ini adalah proses produksi bioetanol secara umum dari molase.

Gambar 2.1. Proses Produksi Bioetanol (Sebayang, 2006)

2.4.1 Tahap Persiapan Bahan Baku Media yang digunakan sebagai sumber energi dalam fermentasi adalah tetes tebu dengan kadar gula sekitar 50%. Kadar gula yang terlalu tinggi untuk proses fermentasi perlu diencerkan terlebih dahulu kemudian ditambahkan H2SO4 untuk mengendapkan garam garam mineral dan untuk memecah disakarida (sukrosa) di dalam tetes menjadi monosakarida berupa senyawa d-glukosa dan d-fruktosa.. Mikroorganisme yang digunakan adalah S. cerevisiae sebanyak 0,2% dari kadar gula dalam larutan molase. Untuk keperluan nutrisi S. cerevisiae, ditambahkan urea sebanyak 0,5% dan NPK sebanyak 0,1% dari kadar gula larutan fermentasi(Sebayang, 2006).

2.4.2 Fermentasi Secara mikrobiologi industri, fermentasi berarti pertumbuhan sejumlah besar sel di bawah kondisi aerobik maupun anaerobik dalam sebuah fermentor atau bioreaktor untuk menghasilkan senyawa yang diinginkan(Casey et al, 1953).Pada fermentasi etanol, gula secara cepat terhidrolisis oleh mikroba untuk menghasilkan etanol. Saccharomyces cerevisiae memproduksi etanol dari glukosa melalui jalur Embden Meyerhof Parnas (EMP), dimana satu molekul glukosa dimetabolisme dan dua molekul piruvat dihasilkan. Dibawah kondisi anaerobik, piruvat selanjutnya berkurang menjadi etanol dengan melepaskan CO2(Madigan et al., 2000).Secara teoritis, pada tahap fermentasi terjadi reaksi hidrolisa, dimana sukrosa diubah menjadi glukosa. Persamaan reaksi hidrolisa yaitu:

C12H22O11 + H2O 2C6H12O6

Sedangkan reaksi utama yaitu hidrolisa glukosa akan menghasilkan etanol dan karbondioksida. Persamaan reaksi yaitu:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Satu molekul glukosa menghasilkan 2 mol etanol dan 2 mol karbondioksida, atau dengan perbandingan bobot tiap 180 g glukosa akan menghasilkan 90 g etanol(Richana, 2011). 2.4.3 Distilasi Distilasi adalah metode pemisahan suatu senyawa dengan senyawa lainnya berdasarkan perbedaan titik didih antar senyawa tersebut. Proses distilasi dilakukan dengan metode distilasi bertingkat. Tiap tiap kolom distilasi memiliki beberapa jumlah dan ukuran tray tertentu dengan jenis plate bubble cup yang berbeda beda sesuai dengan fungsinya untuk memisahkan etanol dari senyawa senyawa lainnya (Sebayang, 2006).

2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi FermentasiFaktor faktor yang mempengaruhi hasil proses fermentasi adalah sebagai berikut : a. Konsentrasi substrat : semakin tinggi konsentrasi substrat, akan meningkatkan tekanan osmotik yang dapat mengganggu metabolisme sel dan efisiensi proses fermentasi(Gaur, 2006).b. Temperatur dan pH : Yeast optimal pada 25-30oC dan temperatur maksimal 35-47oC sedangkan pH optimal untuk pertumbuhannya ialah 4,0 sampai 4,5. Pada pH 3,0 atau lebih rendah lagi fermentasi alkohol akan berjalan dengan lambat(Kumalasari, 2011). c. Nutrien: Nutrien yang dibutuhkan digolongkan menjadi dua yaitu nutrien makro dan nutrien mikro. Nutrien makro meliputi unsur C, N, P, K. sedangkan unsur mikro meliputi vitamin dan mineral-mineral lain yang disebut trace element seperti Ca, Mg, Na, S, Cl, Fe, Mn, Cu, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al(Kumalasari, 2011).d. Oksigen:Sebagian besar yeast merupakan mikroorganisme aerob. Yeast dari kultur yang memakai aerob akan menghasilkan alkohol dalam jumlah yang lebih besar apabila dibandingkan dengan yeast kultur yang tanpa aerasi. Akan tetapi efek ini tergantung yeast yang dipergunakan(Gaur, 2006).

2.6 Inhibisi Yeast oleh Yield Etanol dalam Proses FermentasiProses fermentasi dapat dijalankan secara batch maupun kontinyu. Fermentasi secarabatch membutuhkan waktu sekitar 50 jam, pH awal 4,5 dan suhu 20-30C. Untuk menghasilkan yield etanol 90% dari nilai gula teoritis. Hasil akhir etanol sekitar 10-16%v/v(Bailey, 1986). Namun, masalah yang sering timbul pada proses fermentasi adalah terjadinya inhibisi produk etanol, etanol akan merusak membran plasma, denaturasi protein, dan terjadinya perubahan profil suhu pertumbuhan(Galeote, 2001) sehingga dapat menghambat pertumbuhan atau mematikan mikroba dan akan menurunkan produktivitas. Persoalan ini dapat diatasi dengan fermentasi vakum (fermentor dikondisikan pada tekanan di bawah 1 atmosfir). Pada kondisi tersebut, etanol dan air akan menguap pada suhu yang sesuai dengan kondisi hidup mikroba(Bohnet, 2003). Adanya penguapan yang terus-menerus menyebabkan kadar etanol dalam fermentor stabil dan tidak mengganggu pertumbuhan mikroba.

BAB III METODE PELAKSANAAN

3.1 Waktu dan Tempat PelaksanaanPraktek Kerja Lapang (PKL) ini akan dilaksanakan selama kurang lebih 1 bulan yaitu pada tanggal 19 Januari 2015 hingga 14 Februari 2015 di PT Energi Agro Nusantara, Mojokerto, Jawa Timur, Indonesia.

3.2 Metode Pengumpulan Data dan Informasi Pengumpulan data dan informasi dilakukan dengan cara :1. Observasi Teknik ini dilakukan dengan cara pengamatan dan peninjauan secara langsung terhadap obyek kegiatan dalam manajemen produksi di lapangan, serta suvey ke lokasi fasilitas produksi dan utulitas.2. Wawancara Teknik ini dilakukan dengan tanya jawab secara langsung dengan pembimbing lapang dan para pekerja yang ada di lokasi baik di fasilitas produksi maupun manajemen3. Dokumentasi Teknik ini dilakukan dengan cara pencarian dan pengumpulan dokumen-dokumen, laporan-laporan, buku-buku yang berhubungan dengan obyek pembahasan. Data yang dikumpulkan antara lain meliputi:a. sejarah perusahaanb. struktur organisasic. ketenagakerjaan, dan d. diagram alir proses4. Studi KepustakaanTeknik ini dilakukan dengan mencari referensi dan literatur yang berkaitan dengan kegiatan yang dilakukan. Tujuan dari teknik ini adalah untuk membandingkan hasil yang diperoleh selama pelaksanaan Praktek Kerja Lapang dengan pencarian berbagai literatur yang berhubungan dengan obyek pembahasan melalui perpustakaan.5. Praktek KerjaTeknik ini dilakukan dengan cara praktek kerja langsung proses kerja perusahaan.

3.3 Jadwal Kegiatan Pelaksanaan Praktek Kerja Lapang (PKL)

Rencana kegiatan yang akan dilaksanakan selama PKL dapat dilihat pada Tabel 3.1 dan 3.2.

Tabel 3.1 Rencana Kegiatan Praktek Kerja LapangKegiatanMinggu

IIIIIIIV

Pengenalan lingkungan perusahaan1. Sejarah perusahaan2. Ketenagakerjaan4. Diagram alir proses

Observasi lapangan : Human Research and Development (HRD) Qualiy Control (QC) Processing Filling and Packaging WarehouseUtility

Pengambilan data

Tabel 3.2 Rencana Kegiatan Praktek Kerja Lapang HarianNoTanggalKegiatan

1.19 Januari 2015Pengenalan lingkungan pabrik dan struktur organisasi PT Energi Agro Nusantara

2.21-23 Januari 2015 Pengenalan tentang bioetanol di PT Energi Agro Nusantara dan pengaplikasiannya

3.26 Januari 2015 Proses pengambilan bahan baku (molase)

4.27-28 Januari 2015Proses pre-treatment pembuatan bioetanol

5.29-30 Januari 2015Proses fermentasi bioethanol

6.2-4 Februari 2015 Proses destilasi bioethanol

7.5 Februari 2015Pengambilan data hasil keseluruhan produksi bioethanol

8.6-7 Februari 2015Pengujian kadar bioetanol

9.9-11 Februari 2015Observasi ke departemen lain, seperti HRD, QC, dan pemasaran

10.12 Februari 2015Pemberian tugas khusus

11.13-14 Februari 2014Presentasi tugas khusus

BAB IVHasil dan Pembahasan

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous. 2006. (Online). Diakses tanggal 15 september 2014 Casey, G.P., Magnus C.A., and Ingledew W.M. 1983. High Gravity Brewing: Nutrirnt Enhanced Production of High Concentrations of Ethanol by Brewing Yeast. Biotechnol. Lett. 5(6): 429-434.Gaur, K. 2006. Process Optimation for The Production of Ethanol via Fermentation Dissertation Master of Science. Departement of Biotechnology and Env. Science. Thapar Institute of Engg and Technology. Patiala.Kirk, R.E. and Othmer R.F. 1951. Encyclopedia of Chemical Technology vol 9. John Willey and Sons Ltd, Canada.Kumalasari, L.J. 2011. Pengaruh Variasi Suhu Inkubator Terhadap Kadar Etanol Hasil Fermentasi Kulit dan Bonggol Nanas (Annanas satius). Skripsi. Universitas Muhammadiyah Semarang.Madigan, M.T., Martinko J.M., and Parker J. 2000. Nutrition and Metabolism. Brock Biology of Microbiology 9th ed. Prentice Hall, NJ.Rama P, Noerwijari K, Gamawati P, Adinurani, Setyaningsih D, S Sigit, Handoko R. 2007. Bioethanol Ubi Kayu: Bahan Bakar Masa Depan. Jakarta: PT Agro Media Pustaka.Richana, N. 2011. Bioetanol: Bahan Baku, Teknologi, Produksi dan Pengendalian Mutu. Penerbit Nuansa, Bandung.Sebayang, F. 2006. Pembuatan Etanol dari Molase secara Fermentasi Menggunakan Sel Saccharomyces cerevisiae yang Terimobilisasi pada Kalsium Alginat. J. Teknologi Proses 5(2): 68-74Supriyanto. 2007. Prospek Pengembangan Bioetanol dari Ubi Kayu. (Online). Diakses 10 September 2014. .Sutarto, I. 2009. Challenges of biofuel industry in Indonesia. PT Pertamina dan APROBI. Naskah seminar Nasional. Dies Natalis Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor 16 Oktober 2009.Thomas, H. 2005. Cellulose. (Online). Diakses tanggal 15 september 2014

12