aik gula dan bioetanol

7/25/2019 AIK Gula Dan Bioetanol

1/10

TAHAP PENYELESAIAN

Pengeringan dilakukan dengan penyemprotan uap panas dengan suhu 70 oC,

kemudian didinginkan kembali karena gula tidak tahan pada temperatur yang tinggi. Tujuan

pengeringan adalah untuk menghindari kerusakan gula yang disebabkan oleh

mikroorganisme, agar gula tahan lama selama proses penyimpanan sebelum disalurkan

kepada konsumen. Setelah kering gula diangkut dengan elevator dan disaring pada saringan

vibrating screen. Gula dengan ukuran standar SHS (Super High Sugar) diangkut dengan

sugar conveyor yang diatasnya dipasang magnetic saparator untuk menarik logam (besi) yang

melekat pada kristal gula dengan menggunakan alat includit fan. Dari alat pengering ini, gula

produksi diangkut dengan elevator menuju saringan vibrating screen, kadar moisture 0.05%

dengan suhu 30-50o

c. Kristal gula yang diturunkan dari putaran SHS (Super High Sugar)melalui grasshoper conveyor menuju jacob evaporator. Kemudian ditumpahkan ke sugar

dryer dan cooler untuk dikeringkan karena gula hasil putaran hasil SHS (Super High Sugar)

masih basah, selain itu menghindari kerusakan gula oleh jamur agar bisa disimpan lebih

lama. Pengeringan dilakukan dengan cara penghembusan udara panas dengan temperatur

75oC. Kemudian gula tersebut diangkat ke saringan gula yang mempunyai dua macam ukuran

yang berbeda.

Gula halus dan kasar yang tidak memenuhi standar akan dilebur kembali. Gula yang

memenuhi standar akan melewati saringan yang dilengkapi dengan magnet yang berguna

untuk menangkap partikel-partikel logam yang mungkin terikat dalam gula. Kemudian gula

ditumpahkanke belt konveyor menuju sugar bin yang dilengkapi suatu mesin pengisi dan

penimbang serta alat penjahit karung. Dari sugar bin dikeluarkan gula yang beratnya 50kg

perkantongan yang selanjutnya dengan belt konveyor disimpan kegudang penyimpanan gula.

Vibrating Screen

Vibrating screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan miring

digerakkan padafrekuensi 1000 sampai 7000 Hz. Ayakan jenis ini mempunyai kapasitas

tinggi, dengan efisiensi pemisahan yang baik, yang digunakan untuk range yang luas dari

ukuran partikel.Vibrating screenpada dasarnya adalah lapisan bergetar yang berfungsi untuk

melakukan proses pengelompokan material dengan carascreening. Screeningitu sendiri ialah

proses pengelompokan atau pemisahan material secara mekanik berdasarkan perbedaan

ukuran partikel dan ukuran lubang ayakan sehingga ukurannya seragam. Prinsip kerja dari

vibrating screenini adalah menghasilkan getaran dari sumber getar yang kemudia diteruskan


2/10

ke permukaan screen sehingga screen tersebut dapat bergerak naik-turun. Pergerakan naik-

turun permukaan screen kemudia diterima material yang berada diatasnya sebagai energi

penggerak yang menyebabkan material tersebut terseleksi dengan sendirinya hingga lolos

dari lubang ayakan pada screen. Jumlah lubang pada screen diukur dengan satuan mesh,

yakni jumlah lubang yang terdapat per satu inch kuadrat dari luas screen. Semakin tinggi nilai

mesh berarti jumlah lubang per satuan luas screen semakin banyak, yang berarti ukuran

lubang semakin kecil sehingga dapat dikatakan hasil yang diperoleh semakin halus.

Bucket elevator

Bucket elevator adalah suatu alat transportasi material yang digunakan untuk

mengangkut material dengan arah vertikal. Alat ini mengangkut material dalam bentuk bubuk

maupun bulk dengan ukuran sampai dengan 50 mm dan temperatur sampai 350 derajat.Kearah vertical kapasitasnya bisa mencapai 1300 m3/jam dengan isian maksimal 75% dan

ketinggian 60 meter.

Blending Silo

Alat utama yang digunakan untuk mencampur dan menghomogenkan bahan baku

adalah blending silo, dengan media pengaduk adalah udara. Bahan baku masuk dari bagian

atas blending silo, oleh karena itu alat transportasi yang digunakan untuk mengirim bahan

baku hasil penggilingan blending siloadalah bucket elevator, dan keluar dari bagian bawah


3/10

blending silo dilakukan pada beberapa titik dengan jarak tertentu, dan diatur dengan

menggunakan valve yang sudah diatur waktu bukaannya. Proses pengeluarannya dari

beberapa titik dilakukan untuk menambah kehomogenan bahan baku. Blending silo

dilengkapi dengan alat pendeteksi ketinggian ( levelindicator ), sehingga jika blending silo

sudah penuh, maka pemasukan bahan baku terhenti secara otomatis.

Alat-alat pada pembuatan Bioetanol dari MolasseTangki penyimpanan

Pada tangki penyimpanan dilengkapi dengan level controller (LC) yang berfungsi

untuk mengukur ketinggian permukaan cairan di dalam tangki. Prinsip kerja adalah jumlah

aliran fluida diatur oleh control valve ,dimana nantinya akan mendeteksi dan menunjukkan

tinggi permukaan pada set point. Alat penting yang digunakan adalah berupa pelampung atau

transducer difragma untuk mendeteksi dan menunjukkan tinggi permukaan cairan di dalam

tangki.


4/10

Penimbangan tetes

Pada penimbangan tetes ini dipakai jenis timbangan cepat dengan kapasitas timbang

tertentu, dilengkapi dengan alat pembuka dan penutup berupa katup buangan yang

dioperasikan secara manual. Dan juga panel on-off pompa tetes yang yang diatur secara

otomatis. Cara kerjanya dengan menimbang tetes yang dipompa dari gudang penyimpan tetes

untuk setiap harinya.

Tangki Pencampur

Tahap pencampuran tetes ini menggunakan tangki pencampur tetes dengan kapasitas

tertentu yang dilengkapi pancaran uap air panas (steam), yang berfungsi sebagai pengaduk

dan pemanas tetes. Cara kerjanya yaitu pertama-tama air panas bersuhu 70o C dimasukkan ke

dalam tangki pencampur tetes (mixing tank), kemudian disusul dengan tetes yang telah

ditimbang. Setelah itu disirkulasi dengan menggunakan pompa hingga tetes dan air tercampur

dengan baik. Pencampuran dianggap selesai dengan indikasi kepekatan mencapai 90o brix

dan dipanskan dengan uap air panas (steam) sampai suhunya mencapai 90 o C. Tujuan

diberikannya air panas adalah untuk mempercepat proses pelarutan, sedangkan pemanasan

dengan uap air panas (steam) adalah untuk sterilisasi larutan tetes. Setelah semua tercampurdengan baik ditambahkan asam sulfat (H2SO4) teknis dengan kepekatan 96,5 % sampai pH

mencapai 4,5 - 5. Pemberian asam sulfat (H2SO4) ini bertujuan untuk mengendapkan garam

garam mineral di dalam tetes dan untuk memecah di-sakarida (sukrosa) didalam tetes menjadi

monosakarida berupa senyawa d-glukosa dan d-fruktosa.

Pompa dan Pipa Decanter

Pada tahap pengendapan ini menggunakan tangki yang dilengkapi dengan pipa

decanter. Pada tahap ini larutan tetes dengan kepekatan 40obrix dari tangki pencampur


5/10

ditampung dalam tangki ini dan diendapkan selama 5 jam untuk mengendapkan kotoran-

kotoran tetes (sludge), terutama endapan garam. Pengendapan ini bertujuan untuk

mengurangi kerak yang terjadi pada mash column (kolom destilasi pertama). Setelah 5 jam,

cairan tetes dipompa menuju tangki fermentor melalui decanter dan heat exchanger (HE).

Heat exchanger ini berfungsi untuk menurunkan suhu sampai 30oC sebagai syarat operasi

fermentasi. Sedangkan cairan sisa yang berupa endapan kotoran-kotoran dan sebagian cairan

tetes dipompa ke tangki pencuci endapan kotoran tetes (tangki sludge).

Cooler

Prinsip kerja alat cooler adalah menurunkan suhu aliran air mengekstraksi panas dariair dengan membuang panas ke atmosfer. Air panas yang masuk kebagian atas kemudian

menuju kebagian bawah karena adanya gaya gravitasi atau diarahkan kebawah. Selanjutnya

udara(searah air) masuk melalui filling dan terjadi perpindahan massa dan panas dari air ke

udara.

Pre-Fermentor

Tahap ini menggunakan tangki prefermentor yang dilengkapi pipa aliran udara dan

pipa aliran air pendingin pada bagian luar dinding tangki. Tahap ini bertujuan untuk

mengembangbiakkan ragi jenissaccharomycescereviseae dengan menggunakan media tetes.

Untuk pembuatan larutan ragi, mula-mula diawali dengan cara memasukkan air proses

bersuhu 15oC dan tetes 40obrix dari tangki pengendap tetes ke dalam tangki seeding dan

mencampurnya hingga mencapai kekentalan sekitar 12 - 13o brix yang disertai aliran udara

dari blower dengan fungsi ganda yaitu untuk mempercepat tercampurnya tetes dengan air dan

juga untuk konsumsi kebutuhan oksigen bagi ragi saccharomyces cereviseae yang

berlangsung pada suasana aerob. Selain itu juga menjaga suhu tangki konstan pada 30o C

dengan mengalirkan air pada dinding luar tangki. Jika tidak dijaga, maka ragi sedang

dikembangbiakkan akan terganggu kelangsungan hidupnya dan kemudian akan mati.

Kemudian memasukkan ragi roti (gist) yang telah dilarutkan dengan air secukupnya. Untuk

nutrisinya, dimasukkan urea, diammonium phospat, dan ammonia. PHP juga ditambahkan ke

dalam larutan ini dengan tujuan untukmempertahankan pH agar tetap konstan yaitu 4.5 5.

Dari hasil campuran ini didapatkan biakan ragi.Pada Tangki pre-fermentor terdapat beberapa


6/10

reaksi yaitu: reaksi hidrolisa, reaksi penguraian urea serta reaksi pertumbuhan yeast. Asumsi

pada reaksi hidrolisa adalah konversi yang terjadi 95%.

Persamaan reaksi hidrolisa sebagai berikut:

C12H22O11+H2O 2C6H12O6

Persamaan reaksi pada 95% konversi proses

penguraian urea adalah:

(NH2)2CO + H2O 2NH3+ H2O

Persamaan reaksi untuk pertumbuhan yeast adalah:

C6H12O6+ 3.198O2+ 0.316NH3 1.929CH1.703N0.171O0.459 +4.098CO2+

4.813H2O

Hr 298 = -855.7055 kcal/kg

Tangki Fermentor danRotary vacuum filter

Tahap ini menggunakan tangki fermentor dengan dilengkapi pipa aliran udara dan

pipa aliran air pendingin yang berasal dari air sungai untuk menjaga suhu fermentasi pada 30-

32oC. Fermentasi ini bertujuan untuk mendapatkan alcohol dengan kadar 8,5 9 % atau

lebih. Pertama-tama dimulai dengan sterilisasi tangki fermentor yamg masih kosong dengan

uap air panas (steam) sampai suhu 121o C lalu membiarkan suhu di dalam tangki turun

sampai 30o C. Setelah itu memasukkan air proses dengan suhu 30o C, larutan tetes 40obrix,

proses fermentasi ini berjalan secara aerob. Selanjutnya biakan ragi yang telah dibiakkan

pada tangki pre-fermentor dipompa masuk ke tangki fermentor. Setelah itu, tetes 40o brix

dipompa masuk ke tangki dan proses berlangsung selama 36 jam. Untuk pH larutan ini dijaga

sekitar 4,5 - 5. Kemudian memasukkan ragi roti yang telah dilarutkan dengan air secukupnya

dan yeast cream. Untuk nutrisinya, dimasukkan urea, ammonium, dan diammonium phospat.

Sedangkan turkey red oil ditambahkan sebagai anti foam untuk mencegah pembentukan foam

selama proses terjadi. Hal ini dilakukan selama 15 menit setelah persiapan media pada tangki

fermentor selesai. Kemudian dimasukkan ke dalam 2 tangki fermentor pada waktu yang

disesuaikan dengan jam awal fermentasi. Tahap fermentasi ini berlangsung selama 24 jam

hingga kadar alkohol mencapai 8,5 - 9% dan kekentalan 6,5 - 7o brix. Setelah kadar alkohol

sebesar 8,5 - 9% terpenuhi, larutan hasil fermentasi dipompa menuju separator untuk

dipisahkan antara hasil fermentasi (cairan mash) dengan ragi (yeast cream). Separator ini

menggunakan alat rotary vacuum filteryang merupakan alat dengan prinsip vacuum sehingga


7/10

ragi (yeast cream) dan cairan hasil fermentasi (cairan mash) yang memilliki perbedaan massa

jenis dapat dipisahkan. Ragi yang didapatkan masih dalam konsentrasi yang tinggi. Dari hasil

fermentasi tidak semuanya dipisahkan raginya,hanya sekitar 80-90% saja. Sisanya 10-20%

tidak diambil raginya karena mengandung kotoran- kotoran sisa berupa endapan garam

mineral.Hasil fermentasi yang telah dipisahkan inilangsung masuk ke tangki mash (mash

tank). Dan selanjutnya didestilasi hingga menjadi alkohol prima (fine alkohol) dengan kadar

mencapai

96,5%. Pada tahap fermentasi ini terjadi reaksi hidrolisa, dimana sukrosa diubah menjadi

glukosa.

Persamaan reaksi hidrolisa yaitu:

C12H22O11+H2O 2C6H12O6

Sedangkan reaksi utama adalah reaksi fermentasi, dimana glukosa diubah menjadi etanol dan

air. Persamaan reaksinya adalah:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

Pada main fermenter selain terbentuk etanol, juga akan terbentuk produk samping. Hasil

samping dalam persen berat (%gula) adalah sebagai berikut:

Asam asetat = 0,65%

Fusel Oil = 0,85%

Asetaldehid = 0,05%

Reaksi samping yang terjadi pada main fermenter yaitu:

C6H12O6 C3H8O3+ CH3CHO + 2CO2

C6H12O6+ H2O 2C3H8O3+ CH3COOH + C2H5OH + 2CO2

Hr 298 = -324.3860 kcal/kg

Komponen pada fusel oil meliputi:

Propanol = 12,5 %

Isobutyl alcohol = 15 %

Amyl alcohol = 30 %

Isoamyl alcohol = 32,5 %

Etanol = 10 %

Rotary vacuum filter

Prinsip kerjanya adalah Tekanan di luar drum adalah tekanan atmosferik tetapi di

dalam drum mendekati vakum. Drum dimasukkan ke dalam cairan yang mengandung


8/10

suspensi padatan, lalu diputar dengan kecepatan rendah. Cairan tertarik melewati filter cloth

karena tekanan vakum, sedangkan padatan tertinggal di permukaan luar drum membentuk

cake. RVF (Rotary Vacuum Filter) bekerja secara continous. Setiap perputarannya terdiri dari

cake formation, cake washing (jika diperlukan), drying, dan cake discharge. Selama

perputaran drum, tekanan vakum menarik liquid melalui medium filter (cloth) di permukaan

drum yang menahan padatan. Tekanan vakum mendorong gas/udara melalui cake dan gas

tersebut akan mendorong liquid masuk ke dalam. Filtrat dan aliran udara akan melalui pipa

filtrat internal kemudian masuk ke katup RVF dan bermuara di vakum receiver di mana

liquiddipisahkan dari aliran udara. RVF ini biasanya dilengkapi dengan liquid ring vacuum

pumpatau barometric leguntuk menghasilkan tekanan vakum.

Tahap purifikasi ( Destilasi)

Dalam proses purifikasi ini digunakan unit destilasi, dimana proses destilasi ini

dilakukan dengan metode destilasi bertingkat dengan jumlah 5 buah kolom destilasi. Tiap-

tiap kolom destilasi memiliki beberapa jumlah dan ukuran tray tertentu dengan jenis plate

bubble cup yang berbeda-beda sesuai dengan fungsinya masing-masing untuk memisahkan

alkohol dari senyawa-senyawa ikutannya. Alat untuk destilasi terdiri dari 5 kolom destilasi

utama yaitu:1. Kolom pertama :Mash column & Degasification column.


9/10

2. Kolom kedua :Pre-running Separating column.

3. Kolom ketiga :Lees column & Rectifyng column.

4. Kolom Keempat : Repurifying column.

5. Kolom kelima : Alcohol column.

Mash & Degasification column.

Mash & degasification column ini merupakan satu unit kolom. Mash column terdiri

dari 20 tingkat atau tray, sedangkan degasification column terdiri dari 5 tingkat atau tray.

Fungsinya adalah untuk memisahkan alkohol dari mash (cairan hasil fermentasi) hingga

residu destilasi (slope) sudah tidak mengandung alkohol lagi atau kadarnya hanya sekitar 0 -

0,5%.

Pre-Running Separating Column.

Kolom II atau Pre-running Separating Column ini terdiri dari 39 tingkat yang

berfungsi untuk memisahkan ester-ester dan kandungan lainnya sehingga didapatkan cairan

dengan kadar alkohol 30%.

Lees Column & Rectifying Column.

Kolom III atau Lees column & Rectifying Column ini merupakan satu rangkaian

kolom dengan jumlah 71 tingkat atau tray. Kolom ini berfungsi untuk memekatkan kadar

alkohol dari hasil destilasi pada kolom II.

Repurifying Column.

Kolom IV atau Repurifying Column ini terdiri dari 40 tingkat yang halus karena

kolom ini berfungsi untuk memurnikan alkohol dari bahan-bahan atau senyawa-senyawa

ikutan yang lebih volatil.

Alcohol Column.

Kolom V atau Alcohol Column merupakan kolom terakhir, yang terdiri dari 45

tingkat dengan 13 tingkat pada bagian bawah merupakan plate-plate yang kasar dan 32

tingkat pada bagian atas merupakan plate-plate yang halus. Kolom ini berfungsi sebagai

tempat pengolahan terakhir dari beberapa campuran alkohol yaitu cairan dari kolom II, II,

dan IV yang mengandung alkohol dengan kadar rendah untuk dijadikan alkohol teknis.


10/10

aik gula dan bioetanol

Documents