Ethanol berbahan batang sweet sorghum.

Sweet sorgum (jagung cantel) varitas tertentu selain menghasilkan biji (sebagai bahan pangan) batangnya juga mengandung gula relative tinggi, tanaman sudah dapat dipanen pada umur 90 sd 110 hari ,tahun 2006 kami coba varitas lokal tanpa identitas berbiji warna putih dan merah tua ternyata batangnya sama dengan batang jagung (tidak mengandung gula), tahun 2008 kami dapat kiriman bibit dari BPPT Lampung, dua varitas yaitu sorgum berbiji putih dan berbiji merah tua dan setelah diuji tanam pada umur 90 hari batangnya sudah menunjukkan adanya kadar gula yang relative tinggi, terukur untuk sorgum biji putih dengan brix 12 dan sorgum biji merah dengan brix 16-17, dibanding tanaman tebu pada umur 3 bulan ruas pertama paling bawah saja belum muncul, sementara tanaman sorghum sudah dapat dipanen, hal ini memberikan rasa optimism bahwa sweet sorghum layak di kaji dan segera dikembangkan.

Tahun 1979 BP3G Pasuruhan (sekarang P3GI) mendatangkan sorgum varitas Rio, Rama dan Ramada dari Sugar Crops Field Station Missisipi ditanam dan diamati di kebun karantina pulau Puteran Madura, penelitian tanaman sampai uji proses membuat syrup , gula putih dan gula merah dari batangnya dan juga uji fermentasi untuk ethanol.
Tiga tahun berturutan thn 94/95 -95/96 dan 96/97 PT Ajinomoto menguji tanam sweet sorghum di Madura di kawasan kering pada musim hujan, tiga varitas diuji coba Wray, Keller dan Rio dan didapat kandungan gula dalam batang sorghum rata rata >10%, dengan single step dry crushing extraksi 50% dan multiple step crushing with imbibisi extraksi 75%.
Tahun 1997 PTPN XI merencanakan bekerja sama dengan LP3M (Lembaga Penelitian Peningkatan dan Pengembangan Madura) merencanakan pengembangan swet sorghum ( Rio, Keller dan Katengu) di kab Sumenep dan Pamekasan tetapi belum ada kelanjutannya.
Beberapa Negara yang juga intens mengembangkan sweet sorgum adalah India, Thailand dan Zambia.

Asap Cair sebagai hasil sanpingan gasifikasi biomasa.

Biomasa dapat dikonversi untuk energy melalui beberapa cara antara lain pembakaran langsung (burning), pengarangan dan pemadatan (carbonasi and briketing) atau dengan technology gasifikasi. Untuk keperluan energy panas gas hasil reactor gasifikasi sudah layak dan bias langsung digunakan, sedangkan untuk kegunaan tertentu (gas engine) gas tersebut harus dibersihkan dari kandungan kandungan yang tidak diinginkan (partikel padatan maupun tar) dan didinginkan (cooling and clean up).Berbagai cara diperkenalkan untuk proses gas cleanup dan yang palin banyak diterapkan adalah dengan cyclone dust colektor (pemisah partikel padat) diikuti dengan water scruber( pendingin dan pemisah tar) dengan konsekwensi air buangan tercampur tar dan phenol , terapan yang kami coba lakukan adalah dengan cyclone dust colektor (pemisah partikel padat) diikuti dengan gas heat exchanger (penukar panas) sebagai pendingin dan pengkondensasian sisa uap air yang terkandung dalam gas sekaligus sebagai upaya tar removal, sehingga air hanya digunakan sebagai penangkap panas dan dikeluarkan lagi tanpa tercampur dengan tar yang pasti diikuti unsure phenol yang merugikan lingkungan.

System ini akan menghasilkan produk utama
Gas (synthetic gas/producer gas) dengan temperature 38 sd 40 celsius yang sudah relative bersih dan dapat digunakan untuk gas engine.
Produk sampingan yang dihasillkan
1.Asap cair (liquid smoke) dengan karakter sesuai dengan feedstocknya, yang dapat dimanfaatkan sebagai pengawet makanan, pestisida organic dan lain lain tergantung dari nfedstock yang dipakai.
2.Arang (charcoal) dengan berbagai kegunaan misalnya apabila feedstock yang digunakan tempurung kelapa atau tongkol jagung akan dihasilkan arang (untuk membakar sate dll) sedangkan apabila digunakan sekam padi arangnya dapat digunakan sebagai organic fertilizer (pupuk organic dengan kalium app1% dan bo > 50%).

ethanol distilasi 10 sd 15 liter/jam

Uji ethanol distilasi equipment dengan kapasitas 10 sd 15 ltr/jam. Batch proses dengan coloumn packing reflux distillation, rashig packing dari sus 304 – diameter 20 mm dengan tinggi 1,2 meter. Dengan dua reflux condenser c/w thermo control, pemanas dengan menggunakan vertical boiler bahan bakar padat (kayu, limbah pertanian, batu bara dll), dihasilkan ethanol dengan kadar 92 sd 94% v/v.

Aneka bahan untuk gasifikasi

Banyak ragam bahan untuk feedstock gasifikasi dari batok kelapa, sekam padi, tongkol jagung , kulit kacang, chicken litter , kotoran kambing kering dll, sungguh maha sayang Engkau kepada mahkluqmu yang sesungguhnya dlolim.

kompor gas batubara untuk industri kecil

GASIFIKASI SEKAM PENGERING PADI

Gasifikasi sekam padi untuk mesin pengring padi menggantikan kompor miyak tanah 17 ltr/jam.

KOMPOR GAS SEKAM

Ir Hudha Djalil sedang mencoba menggoreng dengan kompor gas sekam.

PENGERING PADI BAHAN BAKAR SEKAM

Ringkasan

Gabah dikenal dengan nama latin ORYZA SATIVA adalah famili dari rumput rumputan (GRAMINEAE) merupakan salah satu bahan makanan dari biji bijian tertua didunia yang dikonsumsi sebagian besar manusia didunia termasuk di Indonesia, salah satu masalah dalam rantai produksi gabah adalah proses pengeringan gabah dari hasil panen yang dikenal dengan “Gabah Kering Sawah” , kadar air yang terkandung didalamnya dalam kisaran 35-20% (tergantung dari tingkat kemasakan waktu panen, cuaca waktu panen dll), Permalahannya yalah apabila gabah tidak segera dikeringkan akan terjadi kerusakan pada butir beras yang akan dihasilkan , ditandai dengan warna beras yang tidak bisa putih (ada flex coklat yang dalam istilah pedesaan disebut beras ngecap , karena ada warna seperti kecap), dan hal ini menyebabkan harga jual yang rendah bahkan tempo tempo agak sulit untuk menjualnya, begitu pula dengan kadar >15% gabah tidak mempunyai ketahanan simpan , beberapa daerah di Jawa Timur mengalami panen raya di bulan bulan pada curah hujan yang tinggi (Ngawi, Bojonegoro,Tuban dll), pengeringan dengan sinar matahari di musim hujan memerlukan waktu yang relatif lama (3-4 hari) yang berarti biaya pengeringan menjadi mahal dan bagi pengusaha beras sangat mengganggu sirkulasi perdagangan berasnya.
Umumnya gabah dikeringkan dibawah terik matahari dihampar diatas lantai semen, anyaman bambu atau terpal dan dilakukan pembalikan berulang kali, sampai kadar air memenuhi sarat penentuan kadar air bisa dilakukan dengan TESTER DIGITAL yang sudah banyak dijual atau dengan perasaan , biasanya butir gabah digigit dan apabila terdengar bunyi KLETUK berarti kadar air sudah memenuhi untuk disimpan atau digiling, kadar air gabah untuk disimpan dalam kisaran 14% (GABAH KERING LUMBUNG), sedangkan apabila langsung digiling kadar air ideal 12-13% (GABAH KERING GILING).
Pengeringan dengan matahari sangat tergantung dari kondisi cuaca, untuk tanaman gabah kedua (Dikenal sebagai Tanaman MK/musim kemarau atau tanaman gadu) tidak banyak masalah karena panen raya jatuh pada awal atau musim kemarau,
Pengeringan matahari.
Proses pengeringan gabah tradisional dengan matahari (sun drying) adalah proses pengeringan yang paling banyak dilakukan , baik oleh petani gabah (untuk dijual sebagai gabah kering atau untuk disimpan sebagai tabungan dalam lumbung gabah) dan
pengusaha penggilingan beras biaya pengeringan bervariasi dan sangat tergantung pada kondisi cuaca.
Biaya langsung hanya berupa upah kerja, pengeringan selama dua hari (cuaca normal) memerlukan tenaga kerja 1 HK/ton gabah kering (1 HK perhari/ton gabah kering) dengan upah rata rata dipedesaan Rp 20.000/hari maka biaya langsung pengeringan adalah Rp 40.000/ton atau Rp 40/kg, pada kondisi cuaca berawan dan musim penghujan biaya waktu pengeringan menjadi lama (tidak terukur) dan berakibat naiknya biaya pengeringan yang kadang kala lebih dari Rp 100,- per kg gabah.
Biaya investasi meliputi tanah dan bangunan lantai jemuran , biasanya beton rabat tanpa tulangan dengan ratio ideal 150 m2 lantai jemuran/ton gabah kering, investasi untuk lantai jemuran dalam kisaran Rp 100.000/m2 sehingga untuk lantai jemuran diperlukan investasi Rp 15.000.000,-/ ton kapasitas. ditambah invetasi untuk beberapa lembar terpal untuk persiapan penutup jemuran apabila terjadi hujan dengan tiba tiba.
Pengering Buatan
Pengering gabah yang paling popular saat ini adalah model menara pengering, pengembangan dari Lousiana State Univercity (LSU), gabah basah dengan bucket elevator dinaikkan dan dituang dibagian atas menara, gabah yang jatuh melalui sirip segitiga yang diberi hembusan udara panas, proses diulang ulang sampai kadar air yang diinginkan tercapai, energy pengeringan umumnya menggunakan bahan bakar minyak.
Mesin pengering buatan kapasitas 10 ton gabah kering perhari (8 – 12 jam) dengan bahan bakar minyak tanah dalam kisaran Rp 200 juta (equipment only) belum termasuk bangunan untuk tempat mesin pengering ,dengan konsumsi 250 – 300 ltr minyak tanah per 10 ton kali Rp 6.000 per liter berarti biaya bahan baker untuk pengeringan Rp 150 – 180/kg. belum termask tenaga kerja, listrik dan penyusutan artinya mesin pengering yang sudah dibeli tidak ekonomis dioperasikan dan menjadi mubadzir, menjadi monumental.

Modifikasi Mesin Pengering.
Dari neraca masa padi diatas tiap ton gabah selain menghasilkan beras dan bekatul juga menghasilkan sekam padi yang sebenarnya adalah energy artinya bisa digunakan untuk mengganti minyak tanah untuk proses pengeringan, yang diperlukan hanya melepas brander minyak diganti dengan reaktor gasifikasi dengan bahan bakar sekam, secara sederhana tiap liter minyak tanah mempunyai kalori setara dengan 3 kg sekam yang secara ekonomis hampir hampir idak ada nilainya.
Biaya modifikasi dalam kisaran Rp 60 – 70 juta dan akan kembali dalam waktu singkat serta mesin yang sudah terlanjur dibeli tidak perlu harus dibesi tuakan.

UJI BUAT DAN APLIKASI ETHANOL

AYO COBA BUAT ETHANOL

Raw Material / Bahan baku.

Ethanol dapat dibuat dari tiga kategori material selanjutnya disebut FEEDSTOCK.
1.SACCHARINE MATERIALS (tanaman mengandung gula).
Tebu, Tetes ,Bit Gula, Sweet Sorghum,Buah buah an dll.
2.STARCHY MATERIALS (tanaman mengandung pati).
Jagung, Ketela pohon, kentang, larut, biji sweet sorghum,gandum , beras , beras ketan dll,
3.CELLULOSE MATERIALS (tanaman mengandung serat)
Kayu, Jerami, batang jagung, janggel jagung, limbah kayu dll.

Dari ketiga jenis material diatas sacharine material prosesnya lebih pendek, karena sudah ada kandungan gulanya, sehingga setelah tahap persiapan dapat langsung dilakukan proses fermentasi (peragian), sedangkan untuk kedua material lainnya didahului dengan proses converse dari STARCH (PATI) maupun CELLULOSE menjadi gula (proses sakarifikasi) baru dilakukan proses fermentasi dan distilasi.


Penjelasan proses.
Gula disakarida /sacarosa dengan jumlah carbon 12 apabila dilarutkan atau ditambah air akan mengalami proses INVERSI/hidrolisis, menjadi gula invert/monosakarida yaitu glucose dan fructose dengan jumlah karbon masing masing 6.

C12H22O11 + H2O ------ C6H12O6 + C6H12O6
Sacarose Air Glucose Fructose
BM 342 BM 18 BM 180 BM 180

Selanjutnya monosakarida (glucose dan fructose) selama fermentasi akan dirombak menjadi alcohol/ ethanol dan gas karbon dioksida serta panas .

C6H12O6 ------------- 2C2H5 OH + 2CO2 + 22 kkal
Glucose/ Fructose Ethanol Carbon dioksida
BM 180 BM 92 BM 88

Dari proses diatas akan tampak neraca masa yang timbul , secara kasar terlihat bahwa tiap satu satuan berat gula akan menjadi 53,8% ethanol, karena density ethanol 0,8 maka tiap satuan berat gula menghasilkan setara dengan 0,675 liter ethanol, dengan memperhitungkan efisiensi fermentasi dan effisiensi distilasi actual akan didapat 0,55 liter ethanol tiap kg gula.


Proses fermentasi.

Proses fermentasi adalah proses perombakan gula oleh activitas ragi , dimana ikatan kimia rantai karbon dari glucose dan fructose dilepas satu demi satu dan dirangkai secara kimiawi menjadi molekul ethanol dan gas karbon dioksida serta menghasilkan panas,
Ragi sendiri termasuk jasat renik keluarga vegeta, ragi akan mengeluarkan enzyme yang sangat complex yang mampu melakukan perombakan monosakarida menjadi ethanol dan carbon diokasida, jenis ragi untuk proses alcohol/ ethanol adalah sacarimeses C,


Apabila kita renungkan maka activitas fermentasi adalah activitas colossal yang melibatkan milyaran ragi, yang bekerja siang malam tanpa komando, satu demi satu gugusan carbon dari gula dilepas dari ikatan kimianya dan di rakit menjadi gugusan baru ethanol tanpa kesalahan dan pada akhirnya akibat activitasnya terjadi kenaikan suhu yang kadang kala menyebabkan siragi terbunuh sebagai suhada, begitu pula kadang dia mati karena tidak tahan dalam kadar alkohol yang dia buat sendiri, sungguh benar ILMUMU meliputi alam semesta.

Kecepatan proses fermentasi sangat tergantung dari beberapa hal antara lain:
Kandungan monosakarida dan derajat keasaman serta temperature, derajat keasaman ideal antara 4,8 s/d 5 dan temperature mash diusahakan tidak lebih dari 30 celsius, seperti diketahui bahwa ragi akan menjadi inactive pada temperature diatas 30 atau 32 Celsius dan pada kadar alkohol 12 % (kecuali ragi ragi tertentu yang sudah direkayasa untuk lebih mempunyai ketahanan thd temperature dan kadar alkohol).Fermentasi akan berlangsung 1 hari sampai dengan 2 hari.


Proses Fermentasi.

1.Penyiapan ragi.
Pemberian ragi 0.5 kg tiap 1.000 liter mash dengan kandungan total gula 20-22%, pemberian dilakukan dengan membiakkan ragi dalam 10 liter mash selama kurang lebih 1 jam pada suhu max 30 celsius, pembiakan dilakukan dalam tangki ragi (yeast tank).
2.Penyiapan mash.
Dengan bahan dari tetes hanya perlu proses pengenceran s/d kandungan total gula antara 20-22 %, pengenceran dengan air bersih, dengan kandungan total gula ini apabila semua terfermentasi akan didapat mash dengan kadar ethanol dalam kisaran 10% dimana ragi pada umumnya masih mampu bertahan hidup dan aktiv, terkecuali bila didapatkan ragi yang telah direkayasa mampu bertahan hidup pada kadar ethanol yang lebih tinggi (turbo east misalnya).
Selain itu pH mash diajust antara 4,5-5 dengan menambahkan asam apabila terlalu basa dan mengendalikan temperature tidak lebih dari 30 celsius.
3.Kebersihan.
Kebersihan peralatan sangat penting dalam pengendalian kehilangan Ethanol, kondisi kotor sangat memungkinkan ragi dan micro organisme liar yang terdapat diudara bebas atau menempel dikotoran akan menyebabkan kontaminasi yang sangat merugikan.
Azetobacter akan menghasilkan vinegar begitu pula dengan lactobacillus family akan merubah ethanol menjadi asam laktat yang berarti menurunkah hasil ethanol yang didapat, kontaminasi level (bacteria/ml) diatas 100 jkuta akan menyebabkan kehilangan ethanol app 5%.

Proses distilasi.

Hasil fermentasi berupa larutan dengan kandungan alcohol selanjutnya disebut mash atau beer, alcohol selanjutnya dipisahkan dari air dan fraksi padat lainnya dengan cara distilasi (penyulingan), pemisahan dengan penyulingan ini terjadi karena perbedaan titik didih air dan ethanol, ethanol dengan titik didih app 78 celsius ( 173 F) sedangkan air dengan titik didih 100 celsius (212 F), keterbatasan penyulingan ini karena ethanol larut dalam air secara proposional, maximum dapat dihasilkan ethanol sampai kemurnian app 95% ( 5% air v/v) lazimnya disebut hidrous ethanol.

KONVERSI MINYAK TANAH KE BIOMASS

RINGKASAN

Gabah dikenal dengan nama latin ORYZA SATIVA adalah famili dari rumput rumputan (GRAMINEAE) merupakan salah satu bahan makanan dari biji bijian tertua didunia yang dikonsumsi sebagian besar manusia didunia termasuk di Indonesia, dari gabah selain dihasilkan beras untuk konsumsi manusia juga didapat bekatul (dedak halus) untuk pakan ternak dan juga dedak kasar (sekam padi) pemanfaatannya belum optimal. Theoritis l kg sekam mengandung kalori 3.000 kcal/kg disbanding dengan minyak tanah 9.000 kcal/kg. bayangkan dari 52 juta ton gabah produk nasional akan didapat sekam hamper 12 juta ton setara dengan lebih dari 3,5 juta ton minyak bumi, belum energy dari tongkol jagung .
Permasalahannya yalah bagaimana energy tersebut dapat digunakan dengan aman, nyaman dan juga “bergengsi.”
Beberapa Negara tetangga kita kelihatannya sudah memulai dengan implementasi dan aplikasi conversi gasifikasi dari biomas energy, sementara kita masih berada pada sekitar penelitian dan kajian yang entah sampai kapan wallohu alam.
2007 mari kita coba konversi energy sekam dan diimplentasikan dilapangan mungkin dengan segala kekurangan kekurangannya yang harus kita lewati sebelum mencapai sasaran ,
Sejahtera Indonesiaku -zamrud hijau sekitar katulistiwa – secuil tanah dari sorga.

Wassalam.

Pendahuluan.
Bahan baker minyak secara bertahap akan diganti dengan bahan baker gas (LPG), kedepan bagaimanapun bahan baker fosil makin langka sehingga prediksi ekonomis tidak mungkin harga bahan baker fosil bisa murah, sekeliling kita di masarakat pertanian cukup banyak energy yang belum termanfaatkan secara optimal dari sekam padi, jerami, tongkol jagung, kulit kacang tanah, batang kedelai dll yang merupakan residu hasil pertanian.
Salah satu methode pemanfaatan nya yalah dengan gasifikasi dimana biomas terseut dengan pembakaran pyrolisis dikonversikan menjadi gas baker yang lebih aman dan nyaman digunakan.

Theory
Biomass energy dapat dimanfaatkan melalui tiga methode:
1. Pembakaran (burning) ini adalah cara paling tua , dimana biomas (kayu ) dll dibakar untuk dimanfaatkan sebagai sumber panas.
2. Pengarangan dan pemadatan (carbonasi and briketing) biomass dibakar tertutup dengan oxygen terbatas sehingga menghasilkan arang biomass.
3. Pengegasan (Gasifikasi) biomas dibakar dengan oxygen terbatas (30% dari pembakaran) sehingga dihasilkan syngas H2 – CO – CH4 sebagai gas baker.

Berdasar theory tersebut sebenarnya hamper semua sisa biomass dapat dimanfaatkan sebagai sumber energy terbarukan, salah satu diantaranya yang cukup potensial adalah “SEKAM PADI” sebagai hasil samping industri beras yang ketersediaanya menyebar hamper di semua kawasan dengan nilai ekonomis yang sanagt rendah ( 1 zak besar dengan berat 20 kg kadang cukup dengan uang Rp 1.000,-).

Dua Type Kompor Gas Sekam.

1.Untuk Rumah Tangga.
Standart untuk keluarga kecil dibuat dengan kapasitas 45 menit dengan isi sekam 1,5 kg dan dapat dinyalakan kembali dengan cepat dengan mengisi ulang sekam.

Bahan dan pembuatan.
Material dibuat dari plat tebal 1.5 s//d 3 mm tergantung dari tersedianya material dan biaya , model rumah tangga diatas dibuat dari plat tebal1,5- 2 mm dengan umur teknis diperhitungkan lebih dari 5 tahun (2 -3 jam/hari), unit metal blower dengan daya 15 atau 20 watt untuk penghembus oxygen dengan pengatur putaran, biaya pembuatan sangat tergantung dari tersedianya dan pemilihan bahan dalam kisaran Rp 150.000 s/d Rp 300.000,-

Pengoperasian.
Tidak terlalu sulit , langkah pertama isi sekam secukupnya, kemudian nyalakan bagian atas sekam dengan serpihan kertas, kayu atau sedikit minyak tanah, hidupkan blower dan 1 atau 2 enit kompor siap untuk digunakan, kalau nyala sudah habis buka pintu arang dibawah , keluarkan arang maka kompor dapat diisi kembali dan digunakan.

2.Untuk Industri.
Tegantung dari kebutuhan (besar panas dan waktu yang dibutuhkan), model model dibawah ini dengan beberapa penggunaan.
Unit ukuran 70 cm x 70 cm x 3 meter tinggi dengan bahan baker sekam dipasang pada ketel air untuk indutri gula mini di Wonorejo Wates Kediri.
Unit ukuran 35 cm diameter tinggi 195 cm sedang dipasang untuk diesel gasifikasi untuk pompanisasi pertanian.
Dan tentunya banyak kegunaan lainnya misalnya untuk pengering padi mengganti yang saat ini masih menggunakan bahan baker minyak tanah, pengering/ open tembakau dll.

Analisa ekonomis.
Secara sederhana dapat di ilustrasikan sbb:
- 1 liter minyak tanah bersubsidi Rp 2.5000 untuk 7.000 k kalori.
- 1 kg LPG Rp 6.250 untuk 9.000 k kkalori.
- 1 kg sekam Rp 50,- untuk 3.000 k kalori.
Dari ilustrasi diatas terlihat betapa murahnya energy biomas diatas apabila mau mengimplementasikan.