PRA-DESAIN PABRIK BIOETANOL DARI BIJI SORGUM DENGAN PROSES HIDROLISA ENZIMATIS

Dewi, Vissia Galih Priangga and Rizaldy, Muhammad Alfiyan (2019) PRA-DESAIN PABRIK BIOETANOL DARI BIJI SORGUM DENGAN PROSES HIDROLISA ENZIMATIS. Other thesis, INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER.

Text 02211540000007_02211540000085 - Undergraduate_Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Produksi bahan bakar fosil Indonesia tidak bisa mencukupi tingginya tingkat permintaan. Terhitung sejak tahun 2004, Indonesia mulai melakukan impor terkait minyak mentah maupun hasil kilang. Volume impor minyak nasional (minyak mentah dan produk kilang) terus mengalami peningkatan konsumsi sebagai konsekuensi pertumbuhan ekonomi dan populasi, sementara produksi minyak mentah cenderung menurunan dan output kilang tidak mengalami penambahan. Merespon akan ancaman kelangkaan minyak tersebut, pemerintah Indonesia mulai melakukan konservasi energi ke sumber energi alternatif lain pengganti bahan bakar minyak dengan bahan bakar nabati. Dalam Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 12 Tahun 2015 tentang Penyediaan, Pemanfaatan, dan Tata Niaga Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain menginstruksikan untuk menekan konsumsi bahan bakar minyak, maka Kementerian ESDM menginstruksikan untuk mencampur bahan bakar nabati jenis Biodiesel murni (B100), Bioetanol (E100), dan Minyak Nabati (O100) dalam bahan bakar minyak. Bioetanol merupakan salah satu jenis biofuel. Apabila dikelompokkan berdasarkan bahan bakunya, bioetanol bisa diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu bioetanol dari bahan baku kaya akan sukrosa, bioetanol dari bahan baku kaya akan pati, dan terakhir adalah bioetanol dari bahan baku selulosa (biofuel.org.uk, 2013). Salah satu sumber bahan baku yang kaya akan pati adalah sorgum. Sorgum memiliki kandungan karbohidrat sejumlah 71,97 gr/100 gr bahan baku. Hal ini menjadikan biji sorgum sangat potensial untuk dijadikan bahan baku pembuatan bioetanol. Dari data yang dikeluarkan oleh Kementerian Pertanian Republik Indonesia, dari bibit unggul yang telah disebar, produksi sorgum Indonesia rata-rata sejumlah ±3 ton/ha dengan rata-rata masa tanam selama 115 – 120 hari, dan ditargetkan produksi sorgum Indonesia bisa meningkat hingga ±6 ton/ha.
Untuk meningkatkan kebutuhan bahan bakar minyak ini maka perlu dilakukan produksi bioethanol sebagai biofuel. Dalam perencanaan pembuatan pabrik bioethanol, dipertimbangkan beberapa factor yaitu :
1. Ketersediaan bahan baku
2. Lokasi
3. Utilitas
4. Tenaga kerja
5. Lahan
6. Iklim
7. Pemasaran produk
Berdasarkan metode expert choice maka lokasi yang dipilih untuk mendirikan pabrik bioethanol dari biji sorghum ini dibangun di Provinsi Jawa Timur karena ketersediaan bahan baku yang mencukupi.
Bioethanol dapat dihasilkan melalui berbagai jenis bahanbaku, dengan kondisi operasi dan yield yang dihasilkan berbeda. Pembuatan bioethanol ini dapat dilakukan dengan dua macam cara pengubahan pati menjadi etanol:
1. Hidrolisa enzimatis
2. Hidrolisa asam
Setelah melakukan perbandingan, maka dipilih metode enzimatis untuk mengkonversi pati menjadi etanol. Hal ini berdasarkan perbandingan ekonomi, pencemaran yang terjadi dan konversi etanol yang dihasilkan.
Secara proses pembuatan bioethanol dari biji sorgum dengan proses hidrolisa enzimatis memiliki 3 tahap proses utama. Yang pertama adalah propagasi yaitu proses pengubahan pati menjadi glukosa. Biji sorgum awalnya digiling sampai ukuran 50 mesh kemudian dilakukan proses pemasakan untuk memecah ikatan polimer pati sehingga terbentuk glukosa dengan bantuan enzim amilase dan glukoamilase pada suhu 30°C selama 48 jam. Kemudian dilakukan proses fermentasi dimana glukosa akan dikonversi menjadi bioethanol dengan memanfaatkan Sachharomyces cerevisiae selama 48 jam dan dilakukan secara batch dengan yield etanil yang dihasilkan adalah 10%. Selanjutnya adalah proses refinery dimana yield etanol ini akan ditingkatkan dengan proses distilasi dan dehidrasi. Pada proses refinery ini dibutuhkan 2 kolom distilasi (D-310A/B) dan 2 tangki dehidrasi (D-320A/B).
Dari perhitungan yang didapatkan, pabrik bioethanol ini rencana beroperasi selama 330 hari dengan perencanaan:
1. Kapasitas produk : 20.000 kL/tahun
2. Jumlah tenaga kerja : 160 orang
3. Kebutuhan bahan baku : 49.000.000 kg/tahun

Pabrik bioethanol ini rencana dioperasikan pada tahun 2023 dan mulai pembangunan tahun 2021. Pengadaan alat pabrik dimulai pada tahun 2020. Pabrik ini rencana akan dibangun di Jawa Timur dikarenakan dengan ketersediaan bahan baku yang cukup melimpah. Sumber dana investasi berasal dari modal sendiri sebesar 40% dan pinjaman bank sebesar 60% biaya investasi dengan bunga sebesar 9,75% per tahun. Dari hasil analisis perhitungan ekonomi didapatkan hasil sebagai berikut:
1. Total modal investasi :Rp 3.540.866.108.759,00
2. Internal Rate of Return (IRR) : 21,3%
3. Pay out time (POT) : 4,5 tahun
4. Break even point (BEP) :49,95%
=========================================================
ABSTRACT
Indonesia's fossil fuel production cannot meet the high level of demand. As of 2004, Indonesia began importing crude oil and refinery products. The volume of national oil imports (crude oil and refinery products) continues to experience increased consumption as a consequence of economic and population growth, while crude oil production tends to decline and refinery output does not increase. Responding to the threat of oil scarcity, the Indonesian government began to conserve energy into other alternative energy sources to replace fuel with biofuel. In the Regulation of the Minister of Energy and Mineral Resources Number 12 of 2015 concerning Provision, Utilization, and Trading of Biofuel as Other Fuels instructs to reduce fuel oil consumption, the Ministry of Energy and Mineral Resources instructs to mix pure Biodiesel biofuels (B100), Bioethanol (E100), and Vegetable Oil (O100) in fuel oil. Bioethanol is one type of biofuel. When grouped according to their raw materials, bioethanol can be classified into 3 types, namely bioethanol from raw materials rich in sucrose, bioethanol from raw materials rich in starch, and finally bioethanol from cellulose raw materials (biofuel.org.uk, 2013). One source of raw material rich in starch is sorghum. Sorghum has a carbohydrate content of 71.97 gr / 100 gr of raw material. This makes sorghum seeds very potential to be used as raw material for making bioethanol. From data released by the Ministry of Agriculture of the Republic of Indonesia, from superior seeds that have been distributed, Indonesian sorghum production averages ± 3 tons / ha with an average planting period of 115 - 120 days, and targeted Indonesian sorghum production can increase up to ± 6 tons / ha.
To increase the demand for fuel oil, it is necessary to produce bioethanol as a biofuel. In planning the manufacture of bioethanol factories, several factors are considered, namely:
1. Availability of raw materials
2. Location
3. Utilities
4. Labor
5. Land
6. Climate
7. Product marketing
Based on the expert choice method, the location chosen to establish a bioethanol plant from sorghum seeds was built in East Java Province due to the availability of sufficient raw materials. Bioethanol can be produced through various types of materials, with operating conditions and the yield produced is different. Making bioethanol can be done with two kinds of ways to convert starch to ethanol:
1. Enzymatic hydrolysis
2. Acid hydrolysis
After making a comparison, the enzymatic method was chosen to convert starch to ethanol. This is based on economic comparison, pollution that occurs and the conversion of ethanol produced.
In the process of making bioethanol from sorghum seeds with enzymatic hydrolysis process has 3 main process stages. The first is propagation, the process of converting starch to glucose. Sorghum seeds were initially ground to a size of 50 mesh and then the cooking process was carried out to break the starch polymer bonds so that glucose was formed with the help of amylase and glucoamylase enzymes at 30 ° C for 48 hours. Then the fermentation process is carried out where glucose will be converted into bioethanol by utilizing Sachharomyces cerevisiae for 48 hours and carried out in batches with the yield of ethanil produced is 10%. Next is the refinery process where the ethanol yield will be increased by the distillation and dehydration process. In the refinery process, 2 distillation columns (D-310A / B) and 2 dehydration tanks (D-320A / B) are needed.
From the calculations obtained, this bioethanol plant plans to operate for 330 days with planning:
1. Product capacity: 20,000 kL / year
2. Total workforce: 160 people
3. The need for raw materials: 49,000,000 kg / year

The bioethanol plant is planned to be operated in 2023 and begin construction in 2021. Procurement of plant equipment will begin in 2020. The plant is planned to be built in East Java due to the availability of abundant raw materials. The source of investment funds comes from 40% own capital and 60% bank loans investment costs with an interest of 9.75% per year. From the results of analysis of economic calculations the results are as follows:
1. Total investment capital: IDR 3,540,866,108,759.00
2. Internal Rate of Return (IRR): 21.3%
3. Pay out time (POT): 4.5 years
4. Break even point (BEP): 49.95%

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Bioetanol, Enzimatis, Fermentasi, Hidrolisa, dan Sorgum
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP339 Ethanol as fuel. Biomass energy.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Vissia Galih Priangga Dewi
Date Deposited:	22 Jul 2026 01:06
Last Modified:	22 Jul 2026 01:06
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/66522

Actions (login required)

View Item