Seringkali kita ingin mengetahui berapa kira-kira potensi produksi bioetanol dari suatu bahan baku. Ini penting, terutama untuk menghitung kelayakan usaha bioetanol, potensi produksi, kapasitas produksi, sampai menentukan berapa kapasitas distilator, kebutuhan fermentor, tenaga kerja, dan lain-lain.
Fermentasietanol adalah proses perombakan gula oleh mikroba (bisa yast/khamir atau bakteri) menjadi etanol. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut: C6H12O6 --> CH3CH2OH + CO2 Sedikit kita cerita tentang reaksi kimia. Persamaan reaksi yang telah disetarakan adalah: C6H12O6 --> 2CH3CH2OH + 2CO2 Jadi setiap 1 mol glukosa akan dihasilkan 2 mol etanol. Kita ingat-ingat lagi pelajaran kimia waktu SMU/SMA dulu. Berat molekul (BM) Glukosa adalah 180,16 gr/mol BM etanol adalah 46,07 gr/mol Jadi kalau kita memfermentasi 1 gr glukosa, etanol yang dihasilkan kurang lebih adalah = (2 x 46,07)/180,16 = 0,511gr (etanol absolute) Atau bisa disimpukan faktor konversinya adalah 51%. Berat jenis etanol pada kondisi standard adalah 0,789 gr/cm3 , sehingga volumenya adalah = 0,511 gr x 0,789 gr/cm3 = 0,403 cm3 Pada kenyataannya tidak ada atau zulit zekali kita mendapatkan etanol absolute, apalagi dengan peralatan seadanya. Demikian pula rasanya tidak mungkin mendapatkan/merecovery 100% etanol yang ada di dalam cairan fermentasi. Dengan kata lain rasanya mustahil bin mustahal efisiensi hidrolisisnya mencapai 100%. Kalau kita bisa mendapatkan 95% dari total etanol saja sudah bagus sekali. Kadar bioetanol maksimal yang bisa diperoleh dari proses distilasi adalah 95%. Seringkali kadarnya hanya 60%, 80%, atau 90%. Kita menghitungnya berdasarkan kadar etanol yang keluar dari distilator saja.
Menakar molases sebelum fermentasi Kini saatnya mulai berhitung. Pertama yang perlu diketahui adalah kadar gula atau kadar glukosanya. Data ini menjadi dasar dari semua perhitungan. Kalau tida ada ya...diperkirakan saja, yang realistis. Coba cicipi dan perkirakan kadar gulanya. Sebagai contoh orang jogja kalau membuat teh manis banget, kadar gulanya kira2 lebih dari 10%. Sebagai contoh: Kadar gula = 10% Volume = 100 liter maka total etanol teoritis yang bisa diperoleh adalah: = 10% x 100 liter x 0,511 = 5,11 kg Volume etanolnya adalah = 5,1 kg x 0,789 = 4,03 liter. Karena efisiensi distilasi tidak pernah 100%, maka perlu dikoreksi dengan efisiensi hidrolisisnya. Misalkan saja 95%. Jadi volume etahnol absolute yang bisa didapat adalah: = 4,03 liter x 95% = 3,83 liter Kalau kadar etanolnya 95%, maka volumenya adalah: = (100%/95%) x 3,83 liter = 4,03 liter Kalau kadar etanolnya 60%, bisa dihitung dengan cara yang sama: = (100%/60%) x 3,83 litere = 6,38 liter
Kalau data potensi produksinya sudah diperoleh, menghitung perkiraan omzet menjadi lebih mudah. Kita perlu cari informasi terlebih dahulu berapa harga pasaran etanol saat ini. Dan juga tidak kalah penting adalah spesifikasi yang diminta. Misalnya saja etanol untuk pelarut/solvent, etanol untuk industri farmasi, industri kosmetik, disinfektan, atau biofuel. Sejauh yang saya tahu, bioethanol untuk fuel adalah yang paling murah, meskipun kadarnya paling tinggi (99%). Saya tidak tahu berapa harga bioethanol yang diminta Pertamina saat ini, tetapi info beberapa tahun yang lalu cuma Rp. 6000/liter. Sedangkan harga etanol untuk industri bisa mencapai Rp. 13.000/liter. Jauh banget ya...????!!!! Biar lebih menarik secara ekinomi, kita ambil yang tertinggi saja, etanol untuk industri. Omzetnya tinggal kita kalikan potensi produksi dengan harga jualnya. Masih dengan contoh di atas, Kadar gula = 10% Volume = 100 liter Efisiensi hidrolisis = 95% Kadar etanol yang dihasilkan = 95% Harga jual Rp. 13.000/liter (catatan: harga ini hanya contoh saja, harga aktualnya harus dicari sendiri) Cara menghitungnya Lihat lagi contoh perhitungan yangdi atas. = Rp. 13.000 x 4,03 liter =Rp. 52.390 per 100 liter cairan fermentasi Kalikan lagi dengan potensi bahan baku yang tersedia. Atau kapasitas produksi yang diinginkan. Bagaimana? Apakah nilainya cukup menarik secara ekonomi? Kalau cukup prospektif, jangan tunggu lama-lama untuk memulainya. Bahan baku untuk bioetanol bisa bermacam-macam, bisa nira tebu, nira kelapa, nira aren, sisa buah-buahan, atau bahan-bahan lain. Dari contoh perhitunhan di atas kita sudah bisa memperkirakan berapa potensi produksi bioetanol dari suatu bahan. Kita bisa analisis, apakah usaha ini cukup layak dikembangkan apa tidak.
MENGHITUNG KAPASITAS PRODUKSI
Kita perlu mencari data terlebih dahulu berapa potensi ketersediaan bahan baku. Cari data sevalid mungkin, karena ini urusannya dengan duit, investasi, dan berimbas ke banyak hal. Agar lebih mudah kita pakai contoh lagi. Misalkan saja di sebuah kebun pepaya. Potensi buah afkir yang bisa diolah menjadi etanol adalah: = 0.25 ton buah per minggu per ha atau = 2 ton buah per ha per bulan Sari buah yang bisa kita peroleh sekitar 80% dari beratnya, jadi volumenya: = 2000 kg x 80% = 1600 liter Andaikan kadar gulanya 10%, efisiensi hidrolisisnya 95%, dan kadar etanol yang dihasilkan 95%, maka volume etanol yang dihasilkan adalah = 10% x 1600 liter x 0,511 x 0.789 x 95% x (100%/95%) = 64,408 liter per ha per bulan. Omzetnya adalah = 64,408 liter x Rp 13.000/liter = Rp. 838.612 Andaikan dalam sebulan ada 25 hari kerja, maka kapasitas pengolahannya adalah = 64 liter per hektar per hari dan kapasitas produksinya adalah = 2,56 liter etanol per hektar per hari Andaikan luas kebun di wilayah itu adalah 50 ha, maka kapasitas produksinya = 2,56 x 50 = 128.16 liter Dan omzetnya = 128,16 liter X Rp. 13.000/liter = Rp. 1.666.080/hari Nilai yang cukup untuk sebuah produk yang diolah dari limbah. Nilai keuntungan ini akan semakin melimpah andaikata limbah bioetanol tersebut diolah menjadi POC yang nilainya bisa 3 x lipat lebih tinggi dari bioetanol. Catatan volume limbah bioetanol 13 x lipat dari kapasitas produksinya. Jadi nilai ekonomi POC bisa mencapai 39 kali dari potensi ekonomi bioetanol.
MENGHITUNG KEBUTUHAN PERALATAN
Masih dengan contoh di atas. Karena kapasitas pengolahannya 1600 liter x 25 hari, maka distilator yang dibutuhkan adalah distilator dengan kapasitas olahnya 1600 per hari.
bak atau drum fermentasi
Drum fermentor Volume cairan yang difermentasi 1600 liter x 25 hari = 40.000 liter, karena itu kapasitas fermentornya harus bisa menampung sebanyak itu. Karena lama fermentasi 3 hari, jadi kapasitas fermentornya adalah 4800 liter. Kalau pakai drum dengan kapasitas 200 liter berarti perlu 14 drum. Bisa juga menggunakan tandon air dengan kapasitas 500 liter yang jumlahnya 10 tandon.
Tandon Fermentor Kebutuhan - kebutuhan yang lain, seperti tangki penampungan, luas pabrik, tenaga kerja, fasilitas pengolahan limbah bisa dihitung sendiri. (Saya sendiri ngak hafal, maklum bukan lulusan teknik kimia). *** Kurang lebih seperti itu cara menghitung potensi dan kapasitas produksi bioetanol. Harap maklum kalau kurang lengkap, kurang detail, dan banyak salahnya. Artikel ini ditulis sambil naik bis Damri Jgj-Mgl dan hanya bermodalkan ingatan saja. Semoga bermanfaat. (Jogja, June 14, 2010. )
