Johan Susilo

PRODUKSI BIOETHANOL dari NIRA AREN SKALA MIKRO-KECIL

Disusun oleh : Johan Susilo, ST. Direktur Utama PT. Blue Indonesia.

(Disajikan dalam Workshop Budidaya dan Pemanfaatan Aren untuk Bahan Pangan dan Energi 6 Desember 2007)

PENDAHULUAN

Bio ethanol merupakan bahan bakar alternatif pengganti minyak premium dan pertamax, sehingga pemakaiannya akan menghemat devisa. Bioethanol dapat dihasilkan dari tetes tebu, singkong, jagung, sorghum maupun aren, sehingga merupakan energi yang dapat diperbaharui (renewable energy). Selain itu gas buang dari mesin yang menggunakan bio ethanol mempunyai emisi yang lebih rendah dibanding dengan minyak premium maupun pertamax. Saat ini di Indonesia telah dibangun beberapa pabrik bioethanol plant dengan kapasitas mulai dari 300 liter/hari dengan system batch sampai dengan 600 ton/hari dengan system continyu sebagai langkah awal untuk pengembangan selanjutnya ke skala komersial. Keputusan kebijakan untuk menentukan kelayakan penggunaan bioethanol secara umum perlu dilandasi suatu kajian yang mendalam dengan mempertimbangkan penguasaan teknologi, nilai ekonomis, kontinyuitas suplai dan manfaat lain dari penggunaan bioethanol tersebut.

Kontinyuitas penggunaan bahan bakar fosil (fossil fuel) memunculkan – paling sedikit dua ancaman serius : (1) faktor ekonomi, berupa jaminan keterseiaan bahan bakar fosil untuk beberapa dekade mendatang, masalah suplai, harga dan fluktusinya, (2) polusi akibat emisi pembakaran bahan bakar fosil ke lingkungan. Polusi yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsung maupun dampak tidak langsung kepada derajat kesehatan manusia. Polusi langsung bisa berupa gas-gas berbahay, seperti CO, Nox, dan UHC (unburn hydrokarbon), juga unsur metalik seperti timbal (Pb). Sedangkan polusi tidak langsung mayoritas merupakan ledakan CO2 yang berdampak pada pemanasan global (Global Warming Potential). Kesadaran terhadap ancaman serius tersebut telah mengintensifkan berbagai riset yang bertujuan menghasilkan sumber-sumber energi (energy resources) ataupun pembawa energi (energy carrier) yang lebih terjamin keberlanjutannya (sustainable) dan lebih ramah lingkungan.

Ethanol (Ethyl Alkohol) dengan rumus molekul adalah C2H5-OH sudah dikategorikan sebagai energi komersial atau energi teknis karena telah mencapai kematangan teknis dan kematangan komersial dengan brasil sebagai negara terdepan sekaligus sebagai produsen ethanol terbesar dunia. Saat ini perusahaan-perusahaan otomotif sudah memproduksi mobil dengan bahan bakar ethanol dan yang menjadi pelopornya adalah Volkwagen AG. Pada umumnya mesin yang bisa memproses bahan bakar ethanol disebut Flex-Fuel dan mesin yang menggunakan bahan bakar minimal nilai Octan 90 dapat juga dikonversi pamakaian bahan bakarnya dengan bioethanol dengan komposisi Premium 80% – 90% (perkiraan nilai octan 88) ditambah ethanol 10% – 20% (dengan nilai octan 129) sehingga dapat menghasilkan nilai octan 91 – 93. Sebuah perusahaan di Brasil telah memperkenalkan pesawat terbang kecil EMB 202, yang merupakan pesawat terbang pertama di dunia menggunakan bahan bakar ethanol (Alcohol) dan saat ini lebih dari 300 pesawat terbang kecil di Brasil telah memakai ethanol sebagai bahan bakar yang terbuat dari tebu.

Ethanol saat ini berasal dari beberapa sumber, Brasil dari tebu, Amerika Serikat dari Jagung, sedangkan di indonesia umumnya berasal dari tebu, sorghum, singkong termasuk oleh BPPT (Badan Pengkajian Penerapan Teknologi) dan PT. Blue Indonesia mengembangkan dari Aren (air Nira) dan Nipah. Dengan pengembangan teknologi dari PT. Blue Indonesia telah berhasil menciptakan alat destilasi berukuran kecil dan mobile dengan kapasitas 500 liter/hari – 1.500 liter/hari (dengan ukuran 2.5 m x 0.8 m x 0,5m ; Kadar output ethanol, 85%, 95% dan 98% ) dengan bahan baku dari hasil sadap pohon aren. Alat yang diciptakan PT. Blue Indonesia sangat raktis dan cocok dioperasikan oleh masyarakat awam untuk skala home industri (Kpasitas 100 l/hari – 1.000 liter/hari), dengan memakai bahan yang murah dan praktis.

I. POTENSI TANAMAN AREN DI SULAWESI UTARA.

Tanaman aren (Arenga Pinnata Merr) adalah salah satu tanaman hutan/perkebunan yang memiliki fungsi sebagai sumber pendapatan dan tanaman konservasi tanah dan air. Tanaman aren di Sulawesi Utara pada umumnya masih tumbuh liar dan hanya sebagian kecil yang telah di ditanam pada daerah aliran sungai atau jurang. Luas Areal Pertanaman aren di Sulawesi Utara hingga tahun 2004 mencapai 2.942 ha yang tersebar di 7 kabupaten dan 44 kecamatan. Peluang pengembangan dan perluasan areal penanaman baru di Sulawesi Utara masih dapat dilaksanakan. Disamping itu dilaksanakan intensifikasi untuk beberapa areal pertanaman yang masih belum teratur pola tanamnya. Peluang pengembangan produk tanaman aren dilakukan dengan cara-cara seperti optimalisasi produk, penggunaan teknologi dan pengembangan pasar. Jenis produk yang potensial dan peluang untuk export adalah, Alkohol teknis, gula semut, gula merah, alkohol u bahan bakar, minuman beralkohol. Kondisi iklim dan tanah Sulawesi Utara sebagian besar sangat sesuai dengan syarat tumbuh aren dan berikut ini perkiraan luas areal aren yang tersebar di 7 daeran kabupaten/kota, antara lain:

Berdasarkan data lapangan yang ada, maka diperkirakan terdapat 300 – 400 pohon per ha dimana jumlah tanaman yang produktif antara 100 – 150 pohon per ha dengan perkiraan jumlah nira rata-rata 25 liter/pohon/hari atau 11.032.500 liter nira perhari apabila dikonversi ke ethanol setara dengan 735.500 liter ethanol perhari atau 264.780.000 liter ethanol pertahun.

Hasil utama aren adalah nira, yang selanjutnya diolah menjadi minuman saguer, gula cetak atau gula merah, gula semut, minuman beralkohol (cap tikus, kadar alcohol 25 – 35%). Umumnya produk dihasilkan petani dengan cara pengolahan tradisional, mutu produk rendah dan beragam dengan nilai jual rendah.

Ketergantungan ekonomi masyarakat terhadap aren cukup menonjol pada daerah sentra produksi aren, yang ditandai pengusahaan aren sebagai pekerjaan utama. Kondisi ini didukung dengan masih banyak desa-desa di Kabupaten Minahasa Selatan, seperti Desa Tareran dan Desa Motoling, sekitar 70-80 % penduduknya masih menggantungkan sumber pendapatannya dari tanaman aren. Pendapatan masyarakat dari produk aren seperti cap tikus dan gula aren sangat berarti untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Walaupun saat ini petani dihadapkan pada rendahnya pendapatan yang diperoleh dari pengusahaan aren, namun usahanya masih tetap dilanjutkan, Hal ini dilatarbelakangi oleh nilai ekonomis yang diperoleh untuk waktu yang relatif singkat dan adanya dukungan keterampilan dan pengetahuan yang dimiliki secara turun temurun telah menyatu pada petani/pengolah aren.

Produktivitas aren beragam antar tanaman, umumnya pohon dengan ukuran batang besar dan tinggi merupakan penghasil nira yang banyak. Produksi nira tertinggi dijumpai pada penyadapan mayang yang pertama, kemudian akan menurun pada mayang berikutnya. Produksi nira optimal berkisar 20-30 liter/hari/pohon dengan diameter batang kecil dan pendek atau penyadapan pada mayang kedua, produksi nira akan berkurang, berkisar 10 – 20 liter/hari.

Penyebaran tanaman aren di Sulawesi Utara tidak merata, tanaman aren dan petani captikus yang menonjol di Minahasa Selatan, luas areal tanaman aren pada beberapa kecamatan di Minahasa seluas 126.098 pohon, yang terdiri dari: belum menghasilkan 45.860 pohon, menghasilkan 69.083 pohon, tanaman tua dan rusak 11.155 pohon, sebaran per kecamatan tertera pada Tabel 2.

Data jumlah pohon aren pada Tabel 2 di atas, tidak mencantumkan seluruh kecamatan, melainkan hanya beberapa kecamatan sebagai sentra produksi aren di Minahasa. Apabila populasi aren homogen adalah 100 pohon/ha, terdapat areal aren produktif di Minahasa seluas 691 ha, jika produksi aren setara dengan 30 kL ethanol/ha/tahun, akan diperoleh produksi ethanol sebanyak 20.730 kL ethanol, jika harga bioethanol Rp. 5.500/liter akan diperoleh pendapatan total dari aren sebesar Rp. 114 milyar/tahun. Suatu jumlah yang sangat berarti bagi pendapatan masyarakat aren dan pendapatan bagi daerah.

Gambar 4. Pola pengembangan Bioethanol Sistem Inti dan Plasma

STATUS TEKNOLOGI

I. INFORMASI TEKNIS KEUNGGULAN BIOETHANOL

• Bisa diurai secara biologis (biodegradable)
• Sulfur free, smoke number rendah
• Non toxic, mengurangi emisi udara sekitar 50%
• Bahan baku melimpah di Kabupaten Minahasa Selatan dan Sulawesi Utara
• Proses produksi sederhana

II. PROSES PEMBUATAN BIOETHANOL

Secara umum, produksi bioethanol ini mencakup 3 (tiga) rangkaian proses, yaitu: Persiapan Bahan Baku, Fermentasi, dan Pemurnian.

1. Persiapan Bahan Baku

Bahan baku untuk produksi bioethanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang secara langsung menghasilkan gula sederhana misalkan nira aren maupun bahan lainnya.

Persiapan bahan baku beragam bergantung pada bahan bakunya , tetapi secara umum terbagi menjadi beberapa proses, yaitu:
a. Pemasakan, air nira aren dikonversi menjadi gula melalui proses sakarifikasi (Saccharification) dengan penambahan enzim serta panas (enzim hidrolisis). Pemilihan jenis enzim sangat bergantung terhadap supplier untuk menentukan pengontrolan proses pemasakan.

b. Tahap sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana) melibatkan proses sebagai berikut:
 Pengaturan pH agar sesuai dengan kondisi kerja enzim
 Pengaturan pH optimum enzim
 Penambahanan enzim (glukoamilase) secara tepat
 Mempertahankan pH dan temperatur pada rentang 50 s/d 60oC sampai proses sakarifikasi selesai (dilakukan dengan pengetesan gula sederhana yang dihasilkan)

2. Tahap Fermentasi

Pada tahap ini, nira aren telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dimana proses selanjutnya melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi ini akan menghasilkan ethanol dan CO2.
Selanjutnya ragi akan menghasilkan ethanol sampai kandungan ethanol dalam tangki mencapai 8 s/d 12% (biasa disebut dengan cairan beer), dan selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan ethanol akan berakibat racun bagi ragi.
Dan tahap selanjutnya yang dilakukan adalah distilasi, namun sebelum distilasi perlu dilakukan dulu pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging selama proses distilasi. Keseluruhan rangkaian proses dari liquefaction, sakarifikasi dan fermentasi haruslah dilakukan pada kondisi bebas kontaminan.

3. Tahap Distilasi / Pemurnian

Distilasi dilakukan untuk memisahkan ethanol dari beer (sebagian besar adalah air dan ethanol). Titik didih ethanol murni adalah 78oC sedangkan air adalah 100oC (kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 – 100 oC akan mengakibatkan sebagian besar ethanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan ethanol dengan konsentrasi 95% – 99.9% volume.

Gambar 5. Proses reaksi kimia pembuatan bioethanol

III. UJI KARAKTERISTIK (PERFORMANCE) dan SIFAT PROPERTY.

REPORT HASIL.

Gambar 1. Hasil Uji Mutu Bioethanol kadar 95% produk PT. Blue Indonesia.

Produksi Biotheanol dari Nira Aren Skala Mikro-Kecil | Print | E-mail

Sumber: http://www.qmi-mit.com/ Senin, 10 Desember 2007

Ethanol (Ethyl Alkohol-C2H5-OH) sudah dikategorikan sebgai energi komersial atau energi teknis karena telah mencapai kematangan teknis dan kematangan komersial dengan Brasil sebagai produsen ethanol terbesar di dunia. Saat ini perusahaan-perusahaan otomotif sudah memproduksi mobil dengan bahan bakar ethanol seperti Volswagen AG. Bahkan di Brasil telah mengembangkankan pesawat terbang kecil EMB 202, yang merupakan pesawat terbang pertama di dunia menggunakan bahan bakar ethanol (alcohol) dan saat ini lebih dari 300 pesawat terbang kecil di Brasil telah memakai ethanol sebagai bahan bakar.

Bioethanol merupakan bahan bakar alternatif pengganti premium dan pertamax, sehingga pemakaiannya akan menghemat devisa. Bioethanol dapat dihasilkan dari tetes tebu, singkong, jagung, sorghum maupun aren, sehingga merupakan energi yang dapat diperbaharui. Selain itu gas buang dari mesin yang menggunakan bioethanol mempunyai emisi yang lebih rendah disbanding dengan minyak premium maupun pertamax.Pada umumnya mesin yang bisa memproses bahan bakar ethanol disebut Flex-Fuel dan mesin yang menggunakan bahan bakar minimal nilai octan 90 dapat juga dikonversi pemakaian bahan bakarnya dengan komposisi Premium 80%-90% (perkiraan nilai octan 88) ditambah ethanol 10%-20% (dengan nilai octan 129) sehingga dapat menghasilkan nilai octan 91-93.

Saat ini di Indonesia telah dibangun beberapa pabrik bioethanol plant dengan kapasitas mulai dari 300 liter/hari dengan system batch sampai dengan 600 ton/hari dengan system kontinyu sebagai langkah awal untuk pengembangan selanjutnya ke skala komersial. Keputusan kebijakan untuk menentukan kelayakan penggunaan bioethanol secara umum perlu dilandasi suatu kajian yang mendalam dengan mempertimbangkan penguasaan teknologi, nilai ekonomis, kontinyuitas suplai dan manfaat lain dari penggunaan bioethanol tersebut.

Ethanol saat ini berasal dari beberapa sumber, Brasil dari tebu, Amerika Serikat dari jagung, sedangkan di Indonesia umumnya berasal dari tebu, sorghum, singkong termasuk oleh BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi) dan PT Blue Indonesia mengembangkan dari aren (airnira) dan nipah. Dengan pengembangan teknologi dari PT Blue Indonesia telah berhasil menciptakan alat distilasi berukuran kecil dan mobile dengan kapasitas 500liter/hari-1500liter/hari (dengan ukuran 2.5m x 0.8 m x 0.5m : kadar output ethanol, 85 %, 95 % dan 98 %) dengan bahan baku dari hasil sadap pohon aren. Alat yang diciptakan PT Blue Indonesia sangat praktis dan cocok dioperasikan oleh masyarakat untuk skala home industri dengan kapasitas 100 l/hari – 1000 l/hari) dengan memakai bahan yang murah dan praktis.

Potensi tanaman aren di Sulawesi Utara.

Menurut Johan Susilo,ST. Direktur Utama PT Blue Indonesia yang telah mengembangkan industri bio-etanol Sulawesi Utara, pada Workshop Budidaya dan Pemanfaatan Aren untuk Bahan Pangan dan Energi, Kamis, 6 Desember 2007 di gedung BPPT II.Tanaman aren merupakan salah satu tanaman hutan/perkebunan yang memiliki fungsi sebagai sumber pendapatan dan tanaman konservasi tanah dan air. Tanaman aren di Sulawesi Utara pada umumnya masih tumbuh liar dan hanya sebagian kecil yang telah ditanam pada daerah aliran sungai atau jurang. Luas areal pertanaman aren di Sulawesi Utara hingga tahun 2004 mencapai 2.942 ha yang tersebar di 7 kabupaten dan 44 kecamatan. Peluang pengembangan dan perluasana areal penanaman baru di Sulawesi Utara masih dapat dilaksanakan. Disampig itu dilaksankan intensifikasi untuk beberapa areal pertanaman yang masih belum teratur pola tanamnya. Peluang pengembangan produk tanaman aren dilakukan dengan cara-cara seperti optimalisasi produk, penggunaan teknologgi dan pengembangan pasar. Jenis produk yang potensial dan mempunyai peluang export adalah alkohol teknis, gula semut, gula merah, alkohol untuk bahan bakar dan minuman beralkohol. Kondisi iklim dan tanah Sulawesi Utara sebagian besar sangat besar sangat sesuai dengan syarat tumbuh aren.

Berdasarkan data lapangan yang ada, diperkirakan terdapat 300-400 pohon per ha, dimana jumlah tanaman yang produktif antara 100-150 pohon per ha dengan perkeiraan jumlah nira rata-rata 25 liter/pohon/hari atau 11/032.500 liter perhari apabila dikonversi ke ethanol setara dengan 735.500 liter perhari atau 264.780.000 liter ethanol pertahun.