Teknik Produksi Biofuel Ubi Kayu

Read Also

Ubi kayu dapat sebagai komoditas utama sebagai komoditas utama penghasil BBN atau lebih tepat sebagai penghasil FGE. Pengembangan BBN di Indonesia berprinsip pro-poor, pro – job, pro – growth, dan pro – planet. Dengan triple track plus tersebut, sejumlah pertimbangan positif pemilihan ubi kayu sebagai penghasil FGE diuraikan sebgai berikut. Ubi kayu merupakan tanaman sumber karbohidrat ketiga setelah padi dan jagung. Dengan menggeser kegunaan ubi kayu menjadi BBN (dari sumber daya karbohidrat ke sumber daya hidrokarbon), diharapkan harga ubi kayu akan meningkat sehingga pendapatan petani akan meningkat pula. Ubi kayu telah tersebar di Indonesia dan ditanam di sentra – sentra produksi di 55 kabupaten dan 36 propinsi, tetapi produktivitasnya rendah. Dengan program pengembangan BBN, diharapkan tidak hanya tersedia lapangan pekerjaan tetapi akan terjadi peningkatan teknologi pertanian dan agro industri di pedesaan. Harga Ubi kayu setiap tahun saat panen raya selalu sangat rendah. Melalui pembangunan pabrik –pabrik etanol skala pedesaan, diharapkan harga ubi kayu akan stabil.

            Ubi kayu akan menguatkan security of supply bahan bakar berbasis kemasyarakatan. Memperbesar basis sumber daya bahan bakar nabati, karena ubi kayu adalah tanaman yang toleran terhadap tanah dengan tingkat kesuburan rendah, mampu berproduksi baik pada lingkungan sub – optimal, dan mempunyai pertumbuhan yang relative lebih baik pada lingkungan sub optimal dibandingkan dengan tanaman lain.

            Secara umum, proses pengolahan bahan berpati seperti ubi kayu, jagung dan sagu dilakukan dengan proses urutan. Pertama adalah proses hidrolisis, yakni proses konversi pati menjadi glukosa. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan a-glikosidik. Pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas, fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak terlarut disebut amilopektin. Amilosa mempunyai struktur lurus dengan ikatan a-(1,4)-D-glikosidik sedangkan amilopektin mempunyai struktur bercabang dengan ikatan a-(1,6)-D-glikosidik sebanyak 4-5% dari berat total.

           Prinsip dari hidrolisis pati pada dasarnya adalah pemutusan rantai polimer pati menjadi unit-unit dekstrosa (C₆H₁₂O₆). Pemutusan rantai polimer tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya secara enzimatis, kimiawi ataupun kombinasi keduanya. Hidrolisis secara enzimatis memiliki perbedaan mendasar dibandingkan hidrolisis secara kimiawi dan fisik dalam hal spesifitas pemutusan rantai polimer pati. Hidrolisis secara kimiawi dan fisik akan memutus rantai polimer secara acak, sedangkan hidrolisis enzimatis akan memutus rantai polimer secara spesifik pada percabangan tertentu.

            Enzim yang digunakan adalah alfa-amilase pada tahap likuifikasi, sedangkan tahap sakarifikasi digunakan enzim glukoamilase. Berdasarkan penelitian, penggunaan a-amilase pada tahap likuifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 50.83 pada konsentrasi a-amilase 1.75 U/g pati dan waktu likuifikasi 210 menit, dan glukoamilase pada tahap sakarifikasi menghasilkan DE tertinggi yaitu 98.99 pada konsentrasi enzim 0.3 U/g pati dengan waktu sakarifikasi 48 jam.

Tahap kedua adalah proses fermentasi untuk mengkonversi glukosa (gula) menjadi etanol dan CO₂. Fermentasi etanol adalah perubahan 1 mol gula menjadi 2 mol etanol dan 2 mol CO₂. Pada proses fermentasi etanol, khamir terutama akan memetabolisme glukosa dan fruktosa membentuk asam piruvat melalui tahapan reaksi pada jalur Embden-Meyerhof-Parnas, sedangkan asam piruvat yang dihasilkan akan didekarboksilasi menjadi asetaldehida yang kemudian mengalami dehidrogenasi menjadi etanol (Amerine et al., 1987).

Khamir yang sering digunakan dalam fermentasi alkohol adalah Saccharomyces cerevisiae, karena jenis ini dapat berproduksi tinggi, toleran terhadap alkohol yang cukup tinggi (12-18% v/v), tahan terhadap kadar gula yang tinggi dan tetap aktif melakukan fermentasi pada suhu 4-32^oC.

Setelah proses fermentasi selesai, dilakukan destilasi untuk memisahkan etanol. Distilasi merupakan pemisahan komponen berdasarkan titik didihnya. Titik didih etanol murni adalah 78^oC sedangkan air adalah 100^oC (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 – 100^oC akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume.

Terdapat dua tipe proses destilasi yang banyak diaplikasikan, yaitu continuous-feed distillation column system dan pot-type distillation system. Selain tipe tersebut, dikenal juga tipe destilasi vakum yang menggunakan tekanan rendah dan suhu yang lebih rendah untuk menghasilkan konsentrasi alkohol yang lebih tinggi. Tekanan yang digunakan untuk destilasi adalah 42 mmHg atau 0.88 psi. Dengan tekanan tersebut, suhu yang digunakan pada bagian bawah kolom adalah 35^oC dan 20^oC di bagian atas