Optimasi konsentrasi adsorben dan waktu adsorpsi menggunakan silika gel dan zeolit sintetis 3å terhadap kadar bioetanol sorgum (Sorghum bicolor L.)

Oleh :
Natalia Krismawati - H0607094 - Fak. Pertanian

Persediaan minyak bumi di dunia semakin lama semakin menipis sehingga diperlukan sumber energi selain minyak bumi. Bioetanol merupakan salah satu contoh energi alternatif biofuel dengan bahan baku nabati, misalnya sorgum (Sorghum bicolor L.). Proses pembuatan bioetanol meliputi proses fermentasi dan destilasi. Akan tetapi, hasil destilasi alkohol berada dalam kondisi azeotrop. Oleh karena itu diperlukan suatu proses pemisahan kedua campuran tersebut, yaitu proses adsorpsi menggunakan adsorben, misalnya zeolit sintetis 3Å dan silika gel. Bioetanol yang diperoleh dari proses adsorpsi merupakan Fuel Grade Ethanol (FGE) dengan kemurnian 99,5%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui optimasi konsentrasi adsorben dan waktu adsorpsi dengan menggunakan silika gel dan zeolit sintetis 3Å terhadap kadar bioetanol sorgum (Sorghum bicolor L.). Proses fermentasi larutan sorgum dilakukan dengan menggunakan starter Schizosaccharomyces pombe selama 48 jam pada suhu 30°C secara anaerob. Proses fermentasi ini menghasilkan crude ethanol dengan kadar 8,9%. Kemudian crude ethanol didestilasi sederhana sebanyak 3 kali. Destilasi pertama menghasilkan larutan etanol dengan kadar 49,9%, destilasi kedua 81,8% dan destilasi ketiga 90,9%. Hasil destilasi ketiga kemudian diadsorpsi masing-masing menggunakan adsorben silika gel dan zeolit sintetis 3Å dengan konsentrasi adsorben 0,3; 0,4; dan 0,5 gr/ml dan waktu adsorpsi 8, 12, dan 16 jam. Selanjutnya dilakukan optimasi dengan menggunakan Response Surface Methodology (RSM) Faktorial. Hasil penelitian menunjukan bahwa proses adsorpsi menggunakan adsorben silika gel menghasilkan kadar yang optimal (100%) pada konsentrasi adsorben 0,3102 gr/ml dan waktu adsorpsi 10,5636 jam. Oleh karena kadar yang diperoleh mencapai optimal, maka etanol yang dihasilkan dari proses adsorpsi menggunakan silika gel merupakan Fuel Grade Ethanol (FGE). Sedangkan proses adsorpsi menggunakan zeolit sintetis 3Å tidak dapat memberikan hasil yang optimal karena hasil optimasi yang diperoleh berbentuk saddle point (pelana). Randemen etanol setelah 16 jam proses adsorpsi menggunakan silika gel pada konsentrasi adsorben 0,3; 0,4; dan 0,5 gr/ml masing-masing sebesar 78,36%; 74,44%; dan 69,4%. Sedangkan dengan menggunakan zeolit sintetis 3Å diperoleh randemen etanol masing-masing sebesar 79,2%; 73,32%; dan 57,8%. Petroleum supplies in the world are become more rare so a source of energy other than petroleum is needed. Bioethanol is an example of alternative energy biofuels with vegetable raw materials, such as sorghum (Sorghum bicolor L.). Bioethanol manufacturing process involves the fermentation and distillation. However, the distillation of alcohol is in azeotrop condition. Therefore, adsorption process using adsorbents, such as silica gel and synthetic zeolite 3Å is needed for separating this alcohol and water mixture. Bioethanol which is obtained from the adsorption process is Fuel Grade Ethanol with a purity of 99.5%. The aim of this research was to determine the optimization of adsorbent concentration and adsorption time by silica gel and synthetic zeolite 3Å to the content of bioethanol sorghum (Sorghum bicolor L.). The fermentation process of a sorghum solution was carried out using Schizosaccharomyces pombe for 48 hours at 30°C in anaerobic condition. This fermentation process produced crude ethanol with 8.9% ethanol content. Then the crude ethanol is distilled by 3 times. The first distillation produced 49.9% ethanol content, the second distillation 81.8% ethanol content, and the third distillation 90.9% ethanol content. The results of the third distillation subsequently was adsorbed using silica gel and synthetic zeolite 3Å adsorbent respectively with the adsorbent concentration of 0.3; 0.4; and 0.5 g/ml and adsorption time of 8, 12, and 16 hours. Further, the optimization using Response Surface Methodology (RSM) Factorial was carried out. The results showed that the adsorption process using silica gel adsorbent produce optimal ethanol content (100%) at the adsorbent concentration of 0.3102 g/ml and adsorption time of 10.5636 hours. Because of the ethanol content achieved was optimum, then the ethanol produced from adsorption process using silica gel was a Fuel Grade Ethanol. While the adsorption process using synthetic zeolite 3Å could not provide the optimal results because the optimization results obtained was a saddle point. The ethanol randemen after 16 hours adsorption processes using silica gel of 0.3; 0.4; and 0.5 g/ml adsorbent concentration are 78.36%; 74.44%; and 69.4% respectively. While ethanol randemen obtained using synthetic zeolite 3Å are 79.2%; 73.32%; and 57.8%. respectively.