Rangcang Bangun Destilator PDF [PDF]

Citation preview

Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



PENGEMBANGAN PROFESI PENEMUAN TEKNOLOGI TEPAT GUNA DI BIDANG PENGELOLAAN LABORATORIUM



RANCANG BANGUN PROTOTIPE DESTILATOR BERTINGKAT



Oleh :



Suhardi, ST (PLP Ahli Muda)



LABORATORIUM TEKNIK PENGENDALIAN DAN KONSERVASI LINGKUNGAN



JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2015



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



i



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



HALAMAN PENGESAHAN



Judul : RANCANG PRODUKSI BANGUN BIOETANOL PROTOTIPE SKALA DESTILATOR RUMAH TANGGA BERTINGKAT DARI LIMBAH TETES TEBU



1. Ketua a. Nama



: Suhardi, ST



b. NIP



: 197404071999031003



c. Jabatan/Golongan



: PLP Ahli Muda /IIIb



d. Lab/ Jurusan/Fakultas



: Lab. TPKL/ Teknik Pertanian/Fak. Teknologi Pertanian



e. Perguruan Tinggi



Menyetujui Ketua Lab. TPKL



Dr.Elida Novita, S.Tp., M.T NIP. 197311031999032001



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



: Universitas Jember



Jember, 20 Mei 2014 Penulis,



Suhardi, ST NIP. 197404071999031003



ii



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



SURAT KETERANGAN Hasil karya tulis ilmiah: Judul



: Rancang Bangun Prototipe Destilator Bertingkat



Nama alat



: Destilator bertingkat



Penulis



: Suhardi, ST/PLP Ahli muda



Teknologi tepat guna berupa prototipe destilator bertingkat ini dapat dan layak digunakan secara regional khususnya untuk kegiatan praktikum di Laboratorium Teknik Pengendalian dan Konservasi Lingkungan (TPKL), Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember.



Jember, 20 Mei 2015 Menyetujui,



PLP Ahli muda



Ketua Lab. TPKL



Dr. Elida Novita, S.Tp., M.T



Suhardi, ST



Mengetahui, Dekan Fak. Teknologi Pertanian



Dr. Yuli Witono, S.Tp., M.P NIP. 196912121998021001



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



iii



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna yang berjudul RANCANG BANGUN PROTOTIPE DESTILATOR BERTINGKAT dapat terselesaikan. Penulisan karya tulis ilmiah ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang tersebut berikut. 1. Pihak Fakultas Teknologi Pertanian, antara lain: pimpinan Fakultas Teknologi Pertanian dan ketua Lab. TPKL yang telah mensupport secara spiritual. 2. Semua pihak yang tidak tersebut dalam prakata ini yang juga telah turut berpartisipasi demi suksesnya penulisan karya tulis ilmiah ini. Penulis menyadari bahwa di dalam karya tulis ilmiah ini masih banyak kesalahan dan kekurangan. Untuk itu kritik dan saran dari pembaca sangat dibutuhkan demi pengembangan karya tulis ilmiah ini. Harapan penulis, semoga karya tulis ilmiah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.



Jember, 20 Mei 2014 Penulis



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



iv



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



DAFTAR ISI



Halaman LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... ii LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS ............................



iii



KATA PENGANTAR ..............................................................................



iv



DAFTAR ISI ...........................................................................................



v



DAFTAR TABEL ....................................................................................



vi



DAFTAR GAMBAR ................................................................................



vii



RINGKASAN ..........................................................................................



viii



I. PENDAHULUAN ...............................................................................



1



1.1 Latar Belakang ............................................................................



1



1.2 Tujuan dan Manfaat ....................................................................



1



II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................



3



2.1 Pengertian ...................................................................................



3



2.2 Proses Pembuatan Bioetanol......................................................



4



2.3 Perancangan Destilator...............................................................



5



III. METODE RANCANG BANGUN .......................................................



6



3.1 Alat dan Bahan...........................................................................



6



3.2 Prosedur Rancang Bangun ........................................................



6



IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................



8



4.1 Perancangan ..............................................................................



8



4.2 Perakitan ....................................................................................



9



4.3 Fermentasi Larutan Tetes Tebu .................................................



9



4.4 Uji Fungsional ............................................................................



11



V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................



14



5.1 Kesimpulan ................................................................................



14



5.2 Saran .........................................................................................



14



VI. DAFTAR PUSTAKA.........................................................................



15



LAMPIRAN-LAMPIRAN



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



v



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.



Perbandingan Ragi, Urea, dan NPK pada Larutan Fermentasi Tetes Tebu ...............................................



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



10



vi



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Diagram Alir Rancang Bangun Prototipe Destilator ..........



7



Gambar 2. Desain Prototipe Destilator Bertingkat ...............................



8



Gambar 3. Prototipe Destilator dan Bagian-bagiannya .........................



9



Gambar 4. Proses Fermentasi Tetes Tebu......................................... ..



11



Gambar 5. Proses Destilasi ..................................................................



12



Gambar 6. Mengukur Kadar Alkohol Bioetanol dengan Alkoholmeter



12



Gambar 7. Kadar Alkohol Bioetanol Hasil Destilasi Menggunakan 3 Tahap Penyaringan, 2 Tahap Penyaringan dan Tanpa Saringan ..............................................................................



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



13



vii



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



RANCANG BANGUN PROTOTIPE DESTILATOR BERTINGKAT RINGKASAN



Pada semester ganjil Tahun Ajaran 2015/2016 di Laboratorium TPKL terdapat mata kuliah PSDA, Pemetaan Sumberdaya Lahan dan SIG, dan Irigasi. Pada mata kuliah PSDA ini teknologi pengolahan limbah pertanian diperkenalkan. Berdasarkan pengamatan dosen pengampu mata kuliah PSDA khususnya dosen yang mengajarkan teknologi pengolahan limbah pertanian, memandang perlu adanya praktikum pengolahan limbah pertanian di Laboratorium TPKL, salah satu acara praktikum yang akan diterapkan adalah destilasi. Berdasarkan situasi tersebut, perlu dirancang prototipe destilator yang dapat digunakan dalam kegiatan praktikum guna memberikan gambaran nyata tentang teknologi destilasi kepada mahasiswa. Tujuan rancang bangun prototipe ini adalah memenuhi kebutuhan sarana penunjang pendidikan (praktikum) dan penelitian mahasiswa maupun PLP di laboratorium. Sementara manfaat dari rancang bangun prototipe ini dapat diuraikan: (a) dalam proses belajar mengajar, prototipe destilator ini dapat memberikan wawasan dan gambaran nyata tentang alat-alat destilator serta proses pengolah limbah menjadi energi alternatif berupa bioetanol; (b) dalam penelitian mahasiswa, prototipe destilator ini dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa dalam tugas skripsi khususnya penelitian dengan tema destilasi; (c) untuk PLP: prototipe destilator dapat dijadikan sarana untuk melakukan penelitian khususnya tentang pengembangan kinerja destilator sebagai karya tulis dalam pengembangan profesi PLP. Berdasarkan uji fungsional prototipe destilator tanpa saringan menghasilkan bioetanol dengan kadar alkohol 47%, menggunakan 2 tahap penyaringan menghasilkan bioetanol dengan kadar alkohol 55%. Sementara kadar alkohol pada bioetanol hasil destilasi dengan 3 tahap penyaringan menghasilkan 57%. Pebedaan kadar alkohol tersebut menunjukkan bahwa saringan pada bagian kolom fraksinasi berfungsi untuk meningkatkan kadar alkohol bioetanol. Untuk meningkatkan kinerja prototipe destilator, perlu dipasang termometer pada mulut kondensor, agar suhu pada mulut kondensor dapat dipantau dan diatur pada kisaran suhu 79 - 81 oC.



Kata kunci: prototipe, destilasi, tetes tebu, bioetanol



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



viii



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



I. PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember memiliki 2 Jurusan yaitu Teknik Pertanian dan Teknologi Hasil Pertanian. Jurusan Teknik Pertanian memiliki 3 bidang keahlian antara lain: (a) Laboratorium Teknik Pengendalian dan Konservasi Lingkungan



(TPKL); (b) Laboratoirum Instrumentasi; (c)



Laboratorium Enjiniring Hasil Pertanian; dan (d) Laboratorium Rekayasa Alat dan Mesin Pertanian. Laboratorium TPKL membidangi ilmu-ilmu hidrologi, survei, konservasi lahan dan lingkungan pertanian. Pada semester ganjil Tahun Ajaran 2015/2016 di Laboratorium TPKL terdapat mata kuliah PSDA, Pemetaan Sumberdaya Lahan dan SIG, dan Irigasi. Pada



mata



kuliah



PSDA



ini



teknologi



pengolahan



limbah



pertanian



diperkenalkan. Berdasarkan pengamatan dosen pengampu mata kuliah PSDA khususnya dosen yang mengajarkan teknologi pengolahan limbah pertanian, memandang



perlu



adanya



praktikum



pengolahan



limbah



pertanian



di



Laboratorium TPKL, salah satu teknologi pengolahan limbah yang akan dimasukkan dalam acara praktikum adalah destilasi. Berdasarkan situasi tesebut, perlu dirancang prototipe destilator yang dapat digunakan dalam kegiatan praktikum guna memberikan gambaran nyata tentang teknologi destilasi kepada mahasiswa. Berdasarkan jenis bahannya, peralatan destilator dapat



dibuat dari



bahan kaca, tembaga, seng, atau alumunium. Kelemahan peralatan destilator dari bahan kaca yang banyak tersedia di toko-toko kimia adalah harganya cukup mahal dan mudah rusak/pecah. Sementara bahan dari unsur logam harganya relatif murah terutama bahan pipa besi. Kondisi ini memberikan inspirasi untuk memanfaatkan



bahan-bahan



bekas



dari



unsur



logam



sebagai



bahan



perancangan prototipe destilator.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



1



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



1.2 Tujuan dan Manfaat Tujuan rancang bangun prototipe ini adalah



memenuhi kebutuhan



sarana penunjang pendidikan (praktikum) dan penelitian mahasiswa maupun PLP di laboratorium. Sementara manfaat dari rancang bangun prototipe ini dapat diuraikan sebagai berikut. 1. Dalam proses belajar mengajar, prototipe destilator ini dapat memberikan wawasan dan gambaran nyata tentang alat-alat destilator serta proses pengolahan limbah menjadi energi alternatif berupa bioetanol. 2. Dalam penelitian mahasiswa, prototipe destilator ini dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa dalam tugas skripsi khususnya penelitian dengan tema destilasi. 3. Bagi PLP, prototipe destilator dapat dijadikan sarana untuk melakukan penelitian khususnya tentang pengembangan kinerja destilator sebagai karya tulis dalam pengembangan profesi PLP.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



2



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



II. TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Pengertian Bioetanol adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat dengan menggunakan bantuan mikroorganisme. Limbah pertanian dan perkebunan dipanen, bahan lignoselulosa akan tertinggal sebagai limbah pertanian dan biasanya kurang termanfaatkan. Secara umum, limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku bioetanol adalah yang mengandung pati atau gula seperti tetes tebu dan singkong melalui proses fermentasi dan destilasi (Diana, 2010). Destilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan atau didefinisikan juga teknik pemisahan kimia yang berdasarkan perbedaan titik didih. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Model ideal destilasi didasarkan pada Hukum Raoult dan Hukum Dalton. Sebenarnya destilasi tidak 100 % memisahkan campuran tetapi hanya meningkatkan konsentrasi atau kemurnian dari suatu larutan. Pemisahan dengan cara destilasi tidak hanya berdasarkan pada titik didih dari komponen-komponennya saja, tetapi tergantung juga pada karakteristik kolom serta besaran-besaran operasi. Karakteristik kolom dipengaruhi oleh jenis kolom (plate, packed, vigruez) serta panjang kolom. Sedangkan besaran-besaran operasi meliputi laju uap naik, laju cairan turun (refluks), luas permukaan kontak antara fasa gas dan cair, dan koefisien perpindahan massa, (Nurhidayati, 2011). Destilasi bertingkat (fraksionasi) digunakan untuk komponen yang memiliki titik didih berdekatan. Pada dasarnya sama dengan destilasi sederhana, hanya saja memiliki kondensor yang lebih banyak sehingga mampu



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



3



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



memisahkan dua komponen yang memliki perbedaan titik didih yang bertekanan. Pada proses ini akan didapatkan substan kimia yang lebih murni, kerena melewati kondensor yang banyak. Untuk memisahkan dua jenis cairan yang sama-sama mudah menguap dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat. Destilasi bertingkat sebenarnya adalah suatu proses destilasi berulang. Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional. Kolom fraksional terdiri atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang naik pada plat yang lebih tinggi, banyak mengandung cairan yang lebih atsiri (mudah menguap) sedangkan cairan yang yang kurang atsiri lebih banyak dalam kondensat. Di puncak kolom, termometer digunakan untuk mengukur suhu fraksi pertama yang kaya dengan komponen yang lebih mudah menguap, (Nurhidayati, 2011).



2.2 Proses Pembuatan Bioetanol Proses pembuatan bioetanol secara garis besar meliputi persiapan bahan, fermentasi, dan pemurnian (destilasi). Untuk membuat larutan fermetasi dari bahan yang mengandung glukosa perlu dilakukan persiapan-persiapan antara lain: (a)



menentukan volume larutan yang akan difermentasi; (b)



menghitung jumlah ragi, NPK dan urea yang dibutuhkan untuk proses fermentasi; dan (c) melarutkan ragi, NPK, dan urea ke dalam larutan fermentasi. Penambahan ragi pada larutan fermentasi sebanyak 0,2%; NPK sebanyak 0,1%; dan urea sebanyak 0,5% dari kadar gula dalam larutan fermentasi (Anonim, 2008). 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. Proses fermentasi berjalan selama 50 – 60 jam dan berjalan baik pada suhu 30°C. Untuk menjaga suhu tetap 30°C maka dialirkan air pendingin. Gas CO2 yang terjadi di semua tangki ditarik dengan blower dan dibuang ke udara sebagai limbah. Selama proses



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



4



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



fermentasi akan timbul buih dan untuk menguranginya maka ditambahkan Turkey Red Oil (TRO) seperlunya, biasanya TRO yang digunakan sebanyak 2 liter. Untuk mempercepat proses pengendapan kotoran yang ada dalam adonan ditambahkan Superflok 200 gram. Maksud penambahan ini adalah untuk mencegah terjadinya kerak dalam kolom destilasi jika fermentasi terlalu kuat. Setelah dari tahap fermentasi, campuran yang dihasilkan kemudian dipisahkan melalui proses destilasi, untuk memisahkan alkohol dari campuranya. Selain itu dalam proses fermentasi kadar alkohol hanya sekitar 12%. Jadi untuk menaikannya, harus dilakukan proses destilasi, (Anonim, 2013). Cairan fermentasi di dalam evaporator atau boiler dipanaskan dan suhunya dipertahankan antara 79 – 81oC. Pada suhu ini etanol sudah menguap, tetapi air tidak menguap. (Anonim, 2008)



2.3 Perancangan Destilator Pembuatan alat produksi bioetanol yang murah dapat dikembangkan secara mandiri. Spesifikasi alat destilator bioetanol dapat dirinci seperti berikut ini (Suryanto, 2009). 1. Tungku pemasak, terbuat dari drum besi berlapis (coating),



dilengkapi



dengan termometer. 2. Menara destilasi, terbuat dari besi stainless steel 3 inchi dan dilengkapi dengan termometer 3. Coil Pendingin, menggunakan kondensor inner spiral tembaga, reflux ganda berpendingin air. Coil pendingin ini diletakkan di dalam menara destilator. 4. Perlengkapan lainnya yang mendukung peralatan destilator ini adalah kerangka menara destilasi, pompa air untuk sirkulasi, 2 drum plastik pendingin air, selang uap dan selang air pendingin.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



5



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



III. METODE RANCANG BANGUN



Uji fungsional rancang bangun prototipe merupakan metode eksperimen. Metode eksperimen didasarkan pada hasil penelusuran referensi mengenai teknologi destilasi bertingkat. Rancang bangun dilakukan dengan menggunakan 2 tahap penyaringan, 3 tahap penyaringan dan tanpa menggunakan penyaringan pada kolom fraksinasi destilator dengan bahan logam. Pengujian dilakukan setelah semua bagian alat selesai disatukan. Prinsip pengujian kinerja destilator dilakukan dengan memisahkan cairan ke dalam fraksi-fraksi, yakni kelompok yang mempunyai kisaran titik didih tertentu (destilasi bertingkat) (Agustin, N et al. tanpa tahun).



3.1 Alat dan Bahan Alat yang digunakan antara lain: 1. Termometer 1 unit 2. Peralatan las 1 set 3. Gelas ukur 1 buah 4. Alkoholmeter 1 buah 5. Destilator 1 unit Bahan yang digunakan antara lain: 1. Tetes tebu 2. Pupuk Za dan NPK 3. Jurigen 4. Ragi roti



3.2 Prosedur Rancang Bangun Prosedur rancang bangun destilator bertingkat sebagai berikut. 1. Studi literatur dan lapang 2. Perancangan dan perakitan destilator. 3. Uji fungsional destilator dengan cara sebagai berikut. a. Satukan bagian-bagian dari prototipe destilasi



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



6



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



b. Tetes tebu hasil fermentasi dipanaskan dalam boiler c. Dicatat jumlah destilat yang diperoleh. d. Kadar alkohol pada destilat diukur dengan alkoholmeter. e. Diulangi langkah a - c dengan menggunakan saringan 2 tahap dan 3 tahap penyaringan pada kolom fraksinasi.



Gambar 1. Diagram Alir Rancang Bangun Prototipe Destilator



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



7



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



IV. HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1



Perancangan Perancangan prototipe destilator didasarkan pada prinsip kerja destilasi,



dimana etanol pada larutan fermentasi tetes tebu akan menguap pada suhu 79 – 81oC, sementara air belum mengalami penguapan. Agar uap etanol mencair perlu dilakukan kondensasi. Kondensasi dapat terjadi bila ada proses pendidingan dengan air. Berdasarkan deskripsi tersebut, destilator dirancang seperti Gambar 2 berikut ini.



Pipa dia 11/2" Kran air



Air masuk



25 cm Air keluar



40 cm



Saringan



Bioetanol



Termometer



12 cm



Broiler Boiler



Pemanas listrik



Gambar 2. Desain Prototipe Destilator Bertingkat



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



8



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



4.2



Perakitan Destilator dirakit dengan memanfaatkan bahan – bahan bekas, antara



lain: (a) pipa besi 1,5 dim sebagai kolom fraksinasi dan kolom kondensor; (b) kompor listrik tangan sebagai boiler; (c) dan pipa kuningan dengan panjang 1 m sebagai kondensor.



Bahan-bahan tersebut dirakit sedemikian rupa dengan



proses pengelasan. Pada bagian kolom fraksinasi terdapat saringan yang dapat dibongkar pasang sesuai dengan kebutuhan.



Saringan dibuat sebanyak 2



bentuk saringan yaitu saringan dengan 3 tahap penyaringan dan 2 tahap penyaringan. Prototipe destilator dapat dilihat pada Gambar 3 berikut.



Gambar 3. Prototipe Destilator dan Bagian-bagiannya



4.3 Fermentasi Larutan Tetes Tebu Untuk membuat larutan fermetasi tetes tebu perlu dilakukan persiapanpersiapan antara lain: (a) menurunkan kadar gula pada tetes dengan pengenceran; (b) menentukan volume larutan yang akan difermentasi; (b) menghitung jumlah ragi, NPK dan urea yang dibutuhkan untuk proses fermentasi; dan (c) melarutkan ragi, NPK, dan urea ke dalam larutan fermentasi. Kadar gula pada tetes tebu terlalu tinggi untuk proses fermentasi, oleh karena itu perlu diencerkan terlebih dahulu. Kadar gula yang diinginkan untuk



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



9



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



proses fermentasi ± 14%. Setelah kadar gula tetes tebu ± 14%, tambahkan ragi, urea dan NPK.



Penambahan ragi pada larutan fermentasi sebanyak



0,2%; NPK sebanyak 0,1%; dan urea sebanyak 0,5% dari kadar gula dalam larutan fermentasi (Anonim, 2008). Apabila kadar gula pada larutan fermentasi 14% dan volume larutan sebanyak 8 liter dengan berat jenis larutan 1,012 gr/ml maka perhitungan jumlah ragi, urea dan NPK sebagai berikut. Tabel 1. Perbandingan Ragi, Urea, dan NPK pada Larutan Fermentasi Tetes Tebu Volume larutan (ml)



Bj larutan (gr/ml)



Berat kadar gula 14% (gr)



Ragi 0,2% (gr)



Urea 0,5% (gr)



NPK 0,1% (gr)



8.000



1,012



1.133,44



2,3



5,7



1,1



Pencampuran ragi, urea dan NPK pada larutan fermentasi dilakukan dengan cara sebagai berikut. 1. Timbang ragi sesuai dengan kebutuhan. Larutkan ragi dalam air hangat dan aduk sampai berbusa. Tuangkan larutan ragi ke dalam larutan fermentasi. 2. Timbang urea dan NPK sesuai kebutuhan, tumbuk sampai halus dan masukkan ke dalam larutan fermentasi. Aduk urea dan NPK dalam larutan fermentasi sampai merata. Urea dan NPK Berfungsi sebagai nutrient/makanan bagi ragi, karena urea mengandung N, S, dan P yang baik untuk pertumbuhan yeast/ragi. Sementara ragi roti adalah khamir Saccharomyces cereviseae yang dapat memfermentasi gula menjadi etanol. Sebaiknya tidak menggunakan ragi tape, karena ragi tape terdiri dari beberapa mikroba (Anonim, 2008). Larutan fermentasi yang telah dicampur dengan urea, NPK, dan ragi dimasukkan dalam botol tetutup yang telah dilubangi pada bagian atas untuk saluran gas hasil fermentasi. Saluran gas berupa selang plastik dihubungkan dengan botol kecil yang telah diisi air. Fermentasi berlangsung selama ± 66 jam



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



10



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



( 3 hari). Pada botol yang diisi air akan keluar gelembung, hal ini menunjukkan bahwa proses fermentasi sedang berlangsung.



Gambar 4. Proses Fermentasi Tetes Tebu



4.4 Uji Fungsional Mengingat tujuan dari rancang bangun prototipe ini adalah untuk uji fungsional prototipe destilator agar dapat dimanfaatkan pada kegiatan praktikum dan penelitian di laboratorium maka suhu pada boiler ditetapkan pada 95 – 97oC, dengan harapan proses destilasi lebih cepat.



Uji fungsional prototipe



destilator ini menggunakan bahan tetes tebu sebanyak 800 ml liter untuk setiap pengambilan data. Larutan destilasi dipanaskan dengan kompor pemanas yang sekaligus berfungsi sebagai boiler. Proses destilasi berlangsung selama 2 jam pada masing-masing pengambilan data dengan menggunakan 3 tahap penyaringan, 2 tahap penyaringan dan tanpa saringan yang ditempatkan pada kolom fraksinasi. Sistem kerja prototipe destilator bertingkat ini adalah, Pertama, larutan fermentasi tetes tebu diuapkan pada suhu 95– 97oC. Kedua, uap etanol dan air akan naik ke atas menuju kolom fraksinasi dan menyentuh saringan. Sebagian



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



11



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



uap air akan jatuh ke boiler, dan uap air yang lolos pada saringan akan naik ke atas menuju saringan berikutnya. Pada suhu 79 – 81oC di mulut kondensor, uap etanol menuju kondensor dan terkondensasi sehingga berubah bentuk menjadi cair (bioetanol),



sementara uap air akan jatuh ke bawah (Boiler). Cairan



bioetanol ditampung dalam botol dan diukur kadar alkoholnya menggunkan alkoholmeter.



Gambar 5. Proses Destilasi



Gambar 6. Mengukur Kadar Alkohol Bioetanol dengan Alkoholmeter



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



12



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



Hasil uji fungsional prototipe destilator menggunakan 3



tahap



penyaringan, 2 tahap penyaringan dan tanpa saringan pada kolom fraksinasi destilator dapat dilihat pada Gambar 7.



Gambar 7. Kadar Alkohol Bioetanol Hasil Destilasi Mengunakan 3 Tahap Penyaringan, 2 Tahap Penyaringan dan Tanpa Saringan



Bersadarkan Gambar 7,



destilasi tanpa menggunakan



menghasilkan bioetanol dengan kadar alkohol 47%,



saringan



menggunakan 2 tahap



penyaringan menghasilkan bioetanol dengan kadar alkohol 55%. Sementara kadar alkohol pada bioetanol hasil destilasi dengan 3 tahap penyaringan menghasilkan 57%.



Pebedaan kadar alkohol tersebut menunjukkan bahwa



saringan pada bagian kolom fraksinasi berfungsi untuk meningkatkan kadar alkohol bioetanol. Berdasarkan pengamatan pada saat uji fungsional prototipe destilator, dimana pada saat suhu boiler mencapai 95 – 97%, kemungkinan suhu di mulut kondensor lebih dari 81oC, hal dibuktikan dengan besarnya kadar air yang terkandung dalam bioetanol sekitar 43% pada



penggunaan 3 tahap



penyaringan, 45% pada penggunaan 2 tahap penyaringan, dan 53% tanpa saringan. Untuk meningkat efisiensi kinerja destilator maka pada bagian mulut kondensor dipasang termometer agar suhu di sekitar mulut kondensor dapat diatur pada kisaran 79 - 81 oC.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



13



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



V. KESIMPULAN DAN SARAN



5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil uji fungisonal prototipe destilator dapat dikemukakan beberapa kesimpulan sebagai berikut. 1. Prototipe destilator menghasilkan bioetanol dengan kadar alkohol yang berbeda-beda, tergantung jumlah saringan yang digunakan. Semakin banyak saringan yang digunakan maka semakin tinggi pula kadar alkohol bioetanol yang dihasilkan, 2. Prototipe destilator ini berfungsi dengan baik dan dapat dimanfaatkan untuk kegiatan praktikum maupun penelitian di laboratorium.



5.2 Saran



Untuk



meningkatkan



kinerja



prototipe



destilator,



perlu



dipasang



termometer pada mulut kondensor, agar suhu pada mulut kondensor dapat dipantau dan diatur pada kisaran suhu 79 - 81 oC.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



14



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



VI. DAFTAR PUSTAKA



Agustin, N., Wahyuningrum, L., Harjunowibowo,D. (Tanpa Tahun). Rancang Bangun Teknologi Destilasi Bioetanol Untuk Bahan Bakar Terbarukan. Surakarta: Laboratorium Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan MIPA FKIP Universitas Sebelas Maret Anonim. 2008. Membuat Bioetanol dari Tetes Tebu. Dalam http://isroi.com/2008/12/15/membuat-bioetanol-dari-tetes/. Diakses 20 Agustus 2014 Anonim. 2013. Pembuatan Spiritus dari Fermentasi Tetes Tebu. Dalam http://jamlangkusut.blogspot.com/2013/03/pembuatan-spiritus-darifermentasi.html. Diakses 15 September 2014 Diana,U. 2010. Studi Pembuatan Bioetanol dari Limbah Buah Pisang. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember. Nurhidayati. 2011. Destilasi. Dalam http://dayzsmileasrainbow.blogspot.com /2011/04/destilasi.html. Diakses 7 Mei 2015 Suryanto. 2009. Penerapan Teknologi Bioethanol Berbahan Baku Singkong Sebagai Sumber Energi Alternatif. Laporan Akhir Program Iptek Bagi Masyarakat. Lembaga Pengabdian Kepada Masyarakat. Universitas Jember.



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



15



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



Lampiran: Foto Kegiatan



Gambar 8. Bagian-bagian Destilator pada Saat Proses Pembuatan di Bengkel Las



Gambar 9. Proses Perakitan Saringan



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



16



Karya tulis ilmiah berupa penemuan teknologi tepat guna



Gambar 10. Pengisian Larutan Tetes Tebu pada Boiler Sebelum Proses Destilasi



Gambar 11. Bioetanol Hasil Destilasi Dengan Menggunakan 3 Tahap Penyaringan (S3), 2 Tahap Penyaringan dan Tanpa Saringan (TS).



PLP Ahli/ FTP - UNEJ



17