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.