Abstrak—  Bioetanol  merupakan  suatu  produk  yang  dapat digunakan  sebagai  campuran  bahan  bakar  yang  berasal  dari suber  alam.    Salah  satu  bahan  pembuatan  bioetanol  adalah bagasse. Bagasse merupakan sumber biomasa yang berasal dari limbah pabrik gula. Bagasse mengandung banyak selulosa dan sedikit lignin yang potensial untuk bahan pembuatan bioetanol. Kelebihan dari bioetanol yaitu aman digunakan sebagai bahan bakar, memiliki titik nyala tiga kali lebih tinggi dibandingkan bensin,  dan  emisi  hidrokarbon  sedikit.  Pabrik  bioetanol  dari bagasse  ini  terdiri  dari  3  proses  utama  yaitu:  Pre-Treatment dimana dalam proses ini lignin akan dilarutkan dengan NaOH dan  pemecahan  selulosa  menjadi  glukosa  dengan  H 2 SO 4 , fermentasi  untuk  mengubah  glukosa  menjadi  etanol,  dan dehidrasi  untuk  memurnikan  etanol.  Pabrik  ini  beroperasi secara  kontinyu  24  jam  selama  330  hari  dengan  kapasitas produksi  96.792  kL/tahun.  Analisa  perhitungan  ekonomi didapatkan  IRR  18%/tahun,  Pay  Out  Time  (POT)  7,06  tahun, dan Break Event Point (BEP) 32,07%.

## Kata Kunci—Bagasse, Bioetanol, Fermentasi

## I. LATAR BELAKANG
UMBER  daya  energi  konvensional  bahan  bakar  fosil (minyak/gas  bumi  dan  batu  bara)  merupakan  sumber energi  yang  tidak  terbarukan.  Sumber  daya  energi  ini memiliki  permasalahan  seperti  kenaikan  harga  ( price escalation ) secara global. Hal ini terjadi karena krisis energi yang  disebabkan  dari  faktor-faktor  seperti  cadangan  yang berkurang  sesuai  dengan  umur  eksploitasinya,  permintaan yang  meningkat,  jaminan  pasokan  ( supply  security )  yang terbatas dan pembatasan produksi. Untuk mengurangi adanya krisis energi tersebut maka digunakan  sumber-sumber energi lainnya sebagai bahan bakar alternatif [1].
Saat ini sumber energi bahan bakar dari sumber alam sudah banyak  dikembangkan,  salah  satunya  adalah  bioetanol. Indonesia  sebagai  negara  yang  kaya  dengan  sumber  daya alam  memiliki  kesempatan  yang  luas  untuk  pengembangan bioetanol  ini  untuk  menggantikan  sumber  energi  fosil  yang semakin sedikit. Pemerintah mendukung adanya pengembangan  bioetanol  ini  dengan  Peraturan  Presiden Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi  Nasional  untuk  mengembangkan  sumber  energi alternatif sebagai pengganti BBM.
Bioetanol  pada  dasarnya  merupakan  etanol  yang diproduksi  dari  biomassa.  Bioetanol  dapat  dengan  mudah diproduksi  dari  bahan  bergula,  berpati  dan  berserat. Tumbuhan  yang  potensial  untuk  menghasilkan  bioetanol adalah  tanaman  yang  memiliki  kadar  gula  dan  karbohidrat tinggi, seperti: tebu, nira, sorgum, ubi kayu, garut, ubi jalar, sagu, jagung, pisang, jerami, bonggol jagung, dan kayu.
Pemakaian bioetanol sebagai bahan bakar dapat dicampur dengan  bensin  dengan  berbagai  komposisi.  Pemakaiannya memiliki  kelebihan  dan  kekurangan.  Kelebihan  pemakaian bioetanol  adalah  bioetanol  aman  digunakan  sebagai  bahan
bakar, titik nyala ethanol tiga kali lebih tinggi dibandingkan bensin  dan  emisi  hidrokarbon  lebih  sedikit.  Sedangkan kekurangan-kekurangan bioetanol dibandingkan bensin yaitu pada  mesin  dingin  lebih  sulit  melakukan starter bila menggunakan bioetanol dan bioetanol bereaksi dengan logam seperti magnesium dan aluminium [1].
Sebagai  negara  yang  luas  pertanian  dan  perkebunannya, Indonesia  kaya  dengan  bahan  baku  untuk  pembuatan bioetanol. Bahan baku bioetanol dapat diambil dari : 1. Bahan dengan kandungan glukosa tinggi  seperti tebu dan sisa  produknya  (molase,  bagasse),  gula  bit,  tapioka, kentang manis, sorgum manis.
2. Bahan  dengan  kandungan  pati  tinggi  (starchy  materials) diantaranya ubi kayu, jagung, sorgum biji, sagu, tapioka, maizena, barley, gandum, padi, dan kentang.
3. Bahan lignoselulosa terdapat di berbagai sumber selulosa dan lignoselulosa yakni limbah seperti serat kayu, sekam padi, jerami, tongkol jagung serta limbah domestik berupa sampah organik.
Bagasse  tebu  ( Saccharum  officinarum ,  L)  merupakan sumber biomasa potensial untuk produksi bioetanol. Bagasse mengandung  banyak  selulosa  dan  sedikit  lignin,  selain  itu bagasse tebu adalah limbah pabrik gula sehingga murah dan selalu tersedia. Bagasse tebu adalah padatan sisa dari proses ekstraksi  cairan  tebu.  Bagasse  tebu  kini    dibakar  di  boiler untuk pembangkitan steam dan listrik. Teknologi yang baik untuk membangkitkan dan mengoptimalisasi proses produksi etanol memberikan nilai surplus ampas yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar untuk pembangkitan listrik atau bahan  baku  bioetanol  dan  produk  berbasis  bio  lainnya. Komposisi bagasse disajikan pada Tabel 1[2].

## Pra-Desain Pabrik Bioetanol dari Bagasse
Endah Prasetyo Rini, Nur Aini Nadhifah, Ali Altway, dan Susianto Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : alimohad@chem-eng.its.ac.id; susianto@chem-eng.its.ac.id
S
Tabel 1. Komposisi Bagasse Komponen % Komposisi Glucan 83,72 Xylan 5,40 Lignin 2,88 Arabinan 0,55 Tabel 2. Kapasitas Produksi PG Kediri Nama Pabrik Kapasitas Produksi Tebu digiling (ton/hari) PG Meritjan 2850 PG Pesantren Baru 6250 PG Ngadirejo 6250 Total 15350

## I. BASIS DESAIN DATA

## A. Kapasitas Produksi
Lokasi  pabrik  berencana  berada  di  Kediri,  Jawa  Timur sehingga  potensi  bahan  baku  dapat  diperoleh  dari  3  Pabrik Gula  anak  perusahaan  PTPN  X.  Berikut  data  kapasitas produksi tebu digiling di 3 PG tersebut [3]:
Berdasarkan  data  diatas,  total  tebu  digiling  di  Kediri sebesar  15.350  ton/hari  atau  sebesar  1.826.650  ton/tahun. Potensi  bagasse  yang  dihasilkan  dari  tebu  digiling  adalah sebesar  32%  [4].  Sehingga  banyaknya  bagasse  tebu  yang akan dihasilkan adalah:
Jumlah bagasse = 32% x tebu digiling = 0,32 x 1.826.650 ton/tahun = 584.528 ton/tahun = 1.771,297 ton/hari
Dari  total  bagasse  yang  dihasilkan,  1  ton  bagasse  dapat menghasilkan  etanol  sebanyak  210  liter  [4].  Maka  secara teoritis,  potensi kapasitas etanol yang dapat diproduksi dari 1771,297 ton/hari bagasse adalah sebesar 96.792 kL/tahun.

## B. Lokasi Pabrik
Letak  geografis  suatu  pabrik  mempunyai  pengaruh  besar terhadap  kelangsungan  atau  keberhasilan  pabrik  tersebut. Karena  itu  penentuan  lokasi  pabrik  yang  akan  didirikan sangat  penting  dalam  perencanaannya.  Lokasi  pabrik  yang tepat,  ekonomis  dan  menguntungkan,  harga  produk  yang semurah mungkin dengan keuntungan yang sebesar mungkin. Idealnya  lokasi  yang  akan  dipilih  harus  dapat  memberikan keuntungan  jangka  panjang  baik  untuk  perusahaan  maupun warga  sekitar,  serta  dapat  memberikan  kemungkinan  untuk memperluas atau menambah kapasitasi pabrik tersebut.
Pada pemilihan lokasi pendirian pabrik bioetanol ini, telah dilakukan pertimbangan yang diantaranya adalah ketersediaan  bahan  baku,  lokasi  pemasaran,  sumber  energi listrik dan air, sumber tenaga kerja, dan aksesibilitas fasilitas transportasi.
Berdasarkan  pertimbangan  dari  beberapa  faktor  diatas, lokasi  pabrik  bioetanol  ini  akan  dibangun  di  Kabupaten Kediri,  Provinsi  Jawa  Timur.  Dimana  salah  satu pertimbangan utama pemilihan lokasi ini adalah ketersediaan bahan baku.

## II. SELEKSI PROSES
Bahan  baku  pembuatan  bioetanol  adalah  bagasse  yang kemudian  melewati  beberapa  proses  yaitu: pre-treatment, fermentasi,  dan  dehidrasi untuk  mendapatkan  komposisi yang diinginkan.
A. Pre-Treatment
Proses pre-treatment berfungsi  untuk  melarutkan  lignin dan merusak struktur kristal selulosa agar pengkonversiannya menjadi  glukosa  dapat  dilakukan  dengan  mudah.  Bagian pretreatment  yang  paling  penting  adalah  hidrolisis  yang merupakan  proses  pemecahan  selulosa  sebagai  polimer karbohidrat menjadi gula monomerik.
Berdasarkan  tabel  diatas[5]  dapat  dilihat  bahwa  metode dilute  acid  hydrolysis yang  paling  menguntungkan  karena dapat  menghasilkan  persen  konversi xylose yang  paling besar,  waktu  reaksi  tidak  terlalu  lama  yaitu  2-10  menit  dan harga  relatif  lebih  rendah  dibandingkan  metode  yang  lain.
Oleh karena itu, metode dilute acid hydrolysis dipilih sebagai metode dalam proses pre-treatment .

## B. Fermentasi
Fermentasi  merupakan  proses  biokimia  dan  tahap  paling kritis dalam produksi etanol, di mana mikroorganisme yang berperan  dalam  fermentasi  akan  menghasilkan  enzim  yang mampu mengkonversi substrat menjadi etanol. Substrat yang digunakan adalah bahan bergula dengan enam atom C. Faktor utama yang berpengaruh terhadap yield produk dan efisiensi fermentasi meliputi kondisi fisik inoculum, faktor lingkungan selama fermentasi, dan mutu substrat. Kondisi fisik inoculum sesuai dengan kondisi pertumbuhan optimal mikroba spesifik yang  digunakan.  Kondisi  lingkungan  yang  banyak berpengaruh adalah pH, suhu, kapasitas buffer, kontaminan, konsentrasi substrat, kandungan alkohol, jenis khamir, suplai oksigen dan agitasi. Seleksi bakteri untuk proses fermentasi dapat dilihat pada tabel berikut [6],[7],[8],[9]:
Dengan  pertimbangan  besarnya  yield  yang  dihasilkan, range  pH  serta  temperatur  maka  dipilihlah  bakteri Zymomonas mobilis .

## III. URAIAN PROSES
Proses  pembuatan  etanol  dari  bagasse  dengan  proses fermentasi  dibagi  menjadi  tiga  tahap  yaitu  tahap pre- treatment dan  hidrolisa,  tahap  fermentasi,  dan  tahap pemurnian.

## A. Tahap Pre-Treatment
Tahap persiapan terdiri dari 2 tahap persiapan secara fisika dan  kimia.  Tahap  persiapan  secara  fisika  ialah  bahan  baku bagasse tebu perlu dicacah secara mekanik atau digiling guna memperkecil  dan  memperhalus  ukuran  serta  dapat mengurangi kristalinitas selulosa [4]. Pabrik menerima bahan baku  yaitu  bagasse  dari  kumpulan  truk-truk  pengangkut bagasse. Bagasse ini rata-rata mengandung air sebesar 50%. Kemudian  bagasse  ditransportasikan  menggunakan  belt conveyor  (J-112)    dimasukkan  ke  dalam  pencacah  bagasse yaitu rotary knife cutter (S-113) dengan tujuan memperkecil ukuran bagasse hingga menjadi 1,22 mm.
Selanjutnya  bagasse  dibawa  menggunakan  belt  close conveyor (J-114) menuju tangki delignifikator (R-110). Pada deligfinikator (R-110) akan terjadi proses pemecahan lignin dalam bagasse tebu sehingga selulosa yang terhalang lignin dapat keluar. NaOH 1% dicampur dengan air di dalam tangki Mixing  I  (M-115).  Kemudian  larutan  NaOH  tersebut dicampurkan ke dalam tangki delignifikator (R-110) dengan temperature  80 o C  tekanan  1  atm.  Kemudian  slurry  akan
Tabel 3 .
Seleksi Proses Pre-Treatment
Metode Reaction Time (min) %Yield Dilute Acid Hydrolysys 10-Feb 75-90 Alkaline Hydrolysis - 60-75 Steam Explosion 2 45-65 Tabel 4. Seleksi Bakteri Fermentasi Jenis Bakteri Yield Suhu pH Zymomonas mobilis 97% 30-37 o C 3,5-7,5 Saccharomyces cerevisiae 90-92% 30-40 o C 5-Apr
keluar dalam bentuk slurry menuju rotary vacuum filter (H- 112) [10].

## B. Tahap Hidrolisa
Slurry yang telah keluar dipisahkan antara solid dan liquid- nya  masuk  ke Rotary  Vacuum  Filter (H-112).  Cake  yang dihasilkan dialirkan dengan Screw Conveyor (J-123) dibawa ke Tangki Hidrolisa (R-120). Pada tangki hidrolisa (R-120) terjadi  proses  hidrolisis  yaitu  dengan  menambahkan  asam sulfat (H2SO4) encer pada suhu 120 o C tekanan 1 atm. Asam Sulfat  yang  digunakan  pada  proses  hidrolisis  berasal  dari proses  pengenceran  asam  sulfat  pekat  98%  dengan water process pada Tangki Mixing II (M-124) sehingga konsentrasi asam  sulfat  sebesar  2%  [11]. Hydrolisate yang  terbentuk memiliki  pH  1-2  dialirkan  ke  Tangki  Mixing  III  (M-212) dengan  tujuan  mengatur  pH  untuk  memudahkan  proses fermentasi.  Untuk  mengatur  pH  dan  menjaga  pH  dalam rentang 3,5-7,5 [8] ditambahkan natrium hidroksida (NaOH) ke dalam Tangki Mixing III (M-212) [12]. Reaksi dilute acid prehidrolysys dan  proses  hidrolisis  dapat  dilihat  pada  tabel berikut [13].

## C. Tahap Fermentasi
Setelah dari Tangki Mixing III (M-212), proses dilanjutkan dengan  tangki  starter  (R-215)  sebagai  tahap  perkembangan Zymomonas mobilis sebagai starter untuk proses fermentasi. Pada  proses  ini  ada  penambahan  nutrient.  Nutrient  yang digunakan adalah corn steep liquor (CSL) dan diammonium phospat.  Penambahan  nutrien  akan  memenuhi  kebutuhan unsur  nitrogen  dan  fosfat  pada Zymomonas  mobilis .  Pada tangki  starter  (R-215)  ini  dimaksudkan  untuk  membiakkan bakteri Zymomonas mobilis .
Kemudian  inokulum  bakteri Zymomonas  mobilis yang terbentuk    dari  tangki  starter  dimasukkan  ke  dalam  Tangki Fermentasi  (R-210).  Tangki  fermentasi  (R-210)  beroperasi pada  suhu  37 o C  yang  dilengkapi  dengan external  cooler untuk  menjaga  suhu  dan  dilengkapi  dengan  pengaduk. Selanjutnya  glukosa  yang  terbentuk   diubah  menjadi  etanol oleh  bakteri Zymomonas  mobilis .  Hasil  fermentasi mengandung  alkohol  sebesar 7%  volume  [14].  Reaksi  pada proses fermentasi dapat dilihat pada tabel berikut [13]:

## D. Tahap Pemurnian
Setelah  proses  fermentasi,  alkohol  yang  terbentuk  harus memasuki  tahap  pemurnian  untuk  mendapatkan  etanol dengan  tingkat  kemurnian  tinggi.  Proses  pemurnian  etanol dibagi menjadi 4 proses yaitu filtrasi, evaporasi, dan adsorpsi.

## 1) Proses Filtrasi
Proses filtrasi ini bertujuan untuk menghilangkan padatan- padatan yang terkandung pada produk fermentasi. Proses ini menggunakan rotary vacuum filter (H-310) yang beroperasi pada temperatur 30  C. Dari tangki netralisasi (R-314) slurry dialirkan  ke rotary  vacuum  filter (H-310)  menggunakan pompa  (L-316).  Keluaran  dari  filter  berupa liquid yang selanjutnya dipompa masuk ke evaporator (V-320).
2) Proses Evaporasi
Proses  evaporasi  ini  bertujuan  untuk  menguapkan  etanol dari  air  untuk  pemurnian  yang  lebih  lanjut.  Evaporator  (V- 320) yang digunakan adalah short tube evaporator . Selain itu evaporator  jenis  ini  cocok  menggunakan single-effect [15]. Evaporator jenis ini juga sudah diterapkan untuk pembuatan etanol  di  beberapa  perusahaan  etanol  di  Indonesia.  Pada evaporator  ini,  produk  etanol  berupa  uap  yang  dikeluarkan sebesar 96,5% sesuai dengan titik azeotrop sistem etanol-air. Suhu  evaporator  (V-320)  yang  digunakan  adalah  79,53 o C. Sedangkan  sisa  glukosa,  xylose,  dan  arabinosa  akan dikeluarkan ke pengolahan limbah karena memiliki titik didih yang lebih tinggi dari suhu operasi evaporator.

## 3) Proses Adsorpsi
Setelah  proses  evaporasi,  etanol  masih  mengandung impurities seperti air perlu dilakukan dehidrasi etanol untuk menghasilkan  etanol  dengan  konsentrasi  99,5%.  Menurut buku Ethanol: Science and Engineering [16], dehidrasi etanol untuk  menghilangkan  kandungan  airnya  dapat  dilakukan dengan metode distilasi azeotrop, ekstraksi dengan membran, dan adsorpsi dengan molecular sieve . Pada pra-desain pabrik ini  digunakan  adsorpsi  dengan molecular  sieve .  Proses  ini dapat menghilangkan air hingga kadar etanol menjadi 99,5% dan  dihasilkan  etanol  absolute  (murni).  Adsorpsi  dengan molecular  sieve adalah  teknik  dehidrasi  etanol  yang  paling baik dan menguntungkan [17]. Keunggulan dehidrasi etanol dengan menggunakan molecular sieve antara lain:
1) memiliki proses yang sederhana;
2) tidak  menggunakan  bahan  kimia  tambahan  yang memerlukan penanganan tertentu;
3) memiliki umur simpan yang lama (lebih dari 5 tahun);
4) dapat diatur sebagai sistem yang berdiri sendiri [17].
Tabel 7. Reaksi pada Proses Fermentasi Reaksi Reaktan Konversi Glucose → 2 etanol + 2 CO 2 Glucose 0,9 Glucose + 2 H 2 O → 2 Glycerol + O 2 Glucose 0,004 Glucose + 2 CO 2 → 2 Succinic Acid + O 2 Glucose 0,006 Glucose → 2 Lactic Acid Glucose 0,003 Xylose → 5/3 Etanol + 5/3 CO 2 Xylose 0,8 Xylose + 5/3 H 2 O → 5 Glycerol + 2,5 O 2 Xylose 0,003 Xylose  +  5/3  CO 2 → 5/3  Succinic  Acid  + 2,5/3 O 2 Xylose 0,009 Xylose → 5/3 Lactic Acid Xylose 0,003 3 Arabinose → 5 Lactic Acid Arabinose 0,003 Tabel 5. Reaksi pada Dilute Acid Prehidrolysys Reaksi Reaktan Konversi (Glucan) n + n H 2 O → n Glucose Glucan 0,12 (Glucan) n + n H 2 O → n Cellobiose Glucan 0,003 (Xylan) n + n H 2 O → n Xylose Xylan 0,9 (Xylan) n → n Furfural + 2n H 2 O Xylan 0,05 (Arabinan) n + n H 2 O → n Arabinose   Arabinan 0,9 (Arabinan) n → n Furfural + 2n H 2 O Arabinan 0,05 Tabel 6. Reaksi pada Proses Hidrolisis Reaksi Reaktan Konversi (Glucan) n + n H 2 O → n Glucose Glucan 0,9 (Glucan) n + 1/2n H 2 O → 1/2n Cellobiose Glucan 0,012 Cellobiose + H2O → 2 Glucose Cellobiose 1,00
Berikut kemampuan pada beberapa ukuran molecular sieve [17]:
1) 3A  (pori  ukuran  3A)  :  mengadorpsi  NH 3 ,  H 2 O,  bukan (C 2 H 6 ), bagus untuk pengeringan liquid polar.
2) 4A  (pori  ukuran  4A)  :  mengadsorpsi  H 2 O,  CO 2 ,  SO 2 , H 2 S,C 2 H 4 , C 2 H 6 , C 3 H 6 , etanol. Tidak mengadsorpsi C 3 H 8 dan higher hydrocarbon . Baik untuk pengeringan liquid dan gas nonpolar.
3) 5A  (pori  ukuran  5A)  :  normalnya  mengadsorpsi  linier hidrokarbon  ke  n-C 4 H 10 ,  alkohol  (C 4 H 9 OH),  mercaptan (C 4 H 9 SH).
4) 10X (pori ukuran 8A) : mengadsorpsi cabang hidrokarbon dan senyawa aromatik. Digunakan untuk pengeringan gas
5) 13X (pori ukuran 10A) : mengadsorpsi di-n-butylamine. Digunakan untuk pengeringan HMPA.
Molecular  sieve yang  dapat  digunakan  adalah  tipe  zeolit dengan  ukuran  pori  3A  karena  ukuran  ini  dapat  efektif menyerap  molekul  air  yang  berkuran  2,8A  dan  tidak  dapat menangkap molekul etanol yang berukuran 4,4A [17].
Hasil  keluaran  evaporasi  dialirkan  ke superheater (E- 342). Fungsi superheater adalah untuk memanaskan uap dari temperatur  79,53  C  menjadi  120  C  yang  akan  diumpankan ke unit molecular sieve [17].
Uap etanol bertekanan dan bersuhu tinggi tersebut masuk ke Unit Molecular Sieve (D-340). Proses dalam unit ini terdiri dari 3 bed adsorber yang diisi dengan zeolit molecular sieve berukuran 3A. Aliran uap etanol-air mengalir terus melewati bed.  Zeolit  berukuran  3A  ini  akan  menangkap  molekul  air yang  berukuran  2,8A,  terperangkap  di  dalam  zeolit,  dan memisahkannya  dari  campuran  etanol-air.  Sedangkan molekul  etanol  tidak  akan  terserap  zeolit  karena  etanol memiliki  ukuran  4,4A  [17].  Molekul  air  yang  terperangkap dan  melekat  pada  adsorben  disebut adsorbate sedangkan yang tidak melekat disebut adsorptive .  Mekanisme adsorpsi terbagi menjadi 4 tahap yaitu:
1) Transfer massa molekul-molekul air ( adsorbate ) menuju lapisan film yang mengelilingi adsorben
2) Difusi adsorbate melalui lapisan film ( film diffusion )
3) Difusi adsorbate melalui pori-pori dalam adsorben ( pore diffusion )
4) Menempelnya adsorbate pada permukaan dinding dalam adsorben
Etanol  yang  keluar  dari  Unit  Molecular  Sieve  (D-340) merupakan  etanol  hidrat  (etanol  99,5%).  Etanol  99,5  %  ini
sebelum  masuk  ke  tangki  penyimpan,  didinginkan  dengan kondensor  untuk  mengubah  fase  dari  etanol  uap  menjadi etanol  liquid  dengan  suhu  yang  masih  cukup  tinggi,  sekitar 30oC. Selanjutnya etanol ditampung pada tangki penampung [17].
Unit Molecular  Sieve (D-340)  beroperasi  selama  8  jam, sehingga setelah 8 jam lebih maka Unit Molecular Sieve (D- 340) ini mengalami keadaan jenuh dengan air sehingga perlu diregenerasi.  Regenerasi  dari  Unit Molecular  Sieve ini menggunakan udara kering ( dry air ) di dalam kolom adsorber yang lain [17]. Proses regenerasi dilakukan dengan menutup aliran  ke  kolom  yang  sudah  jenuh  dan  mengalihkan  aliran tersebut  ke  kolom standby .  Untuk  selanjutnya  kolom  yang sudah jenuh dibuka katupnya agar tekanannya turun menuju tekanan  atmosfer  sehingga  gas  pengotor  yaitu  H 2 O  yang tertangkap dapat terlepas kembali [18].

## IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

## A. Neraca Massa
Untuk  membuat  pabrik  Bioetanol  dari  Bagasse  dengan kapasitas 96.972 kL/tahun ini diperlukan bahan baku bagasse tebu sebesar 584.528 ton/tahun.

## B. Neraca Energi
Dalam  memproduksi  bioetanol  dengan  kapasitas  96.972 kL/tahun  ini  diperlukan  steam  89.914,75  kg/jam,  dan  air pendingin 1.519.984,61 kg/jam.

## V. ANALISA EKONOMI
Analisa  Ekonomi  dimaksudkan  untuk  dapat  mengetahui apakah suatu pabrik yang direncanakan layak didirikan atau tidak.  Pada  pra  desain  pabrik  bioetanol  dari  bagasse  ini dilakukan  evaluasi  atau  studi  kelayakan  dan  penilaian investasi.
Faktor-faktor  yang  perlu  ditinjau  untuk  memutuskan  hal ini adalah [19] :
1. Laju Pengembalian Modal ( Internal Rate of Return / IRR)
2. Waktu Pengembalian Modal Minimum ( Pay Out Time / POT)
3. Titik Impas ( Break Even Point / BEP)

## C. Laju Pengembalian Modal (Internal Rate of Return/IRR)
Pada pabrik Bioetanol dari Bagasse ini memiliki laju bunga (harga i) sebesar 18%. Harga i yang diperoleh lebih besar dari harga i untuk bunga pinjaman yaitu 6,25% per tahun. Dengan harga i=18% yang didapatkan dari perhitungan menunjukkan bahwa  pabrik  ini  layak  didirikan  dengan  kondisi  tingkat bunga pinjaman 6,25% per tahun.

## D. Waktu Pengembalian Modal (Pay Out Time/POT)
Pada  pabrik  Bioetanol  dari  Bagasse  ini  memiliki  waktu pengembalian  modal  minimum  adalah  7,06  tahun.  Hal  ini menunjukkan bahwa pabrik ini layak untuk didirikan karena POT yang didapatkan lebih kecil dari perkiraan usia pabrik.

## E. Titik Impas (Break Even Point)
Analisa titik impas digunakan untuk mengetahui besarnya kapasitas produksi dimana biaya produksi total sama dengan hasil  penjualan.  Biaya  tetap  (FC)  dan  Biaya  variabel  (VC), Biaya semi variabel (SVC)  dan biaya total tidak dipengaruhi
Tabel 8.
Ringkasan Hasil Analisa Ekonomi Pabrik Bioetanol dari Bagasse
No Keterangan Unit Jumlah 1 Total Capital Investment (TCI) Rupiah 2.750.202.186.976 2 Total Production Cost Rupiah 623.024.712.465 3 Interest % / Tahun 6,25 4 NPV 10 Year Rupiah 2.884.467.057.744 5 Internal Rate Return % / Tahun 18 6 Pay Out Time Tahun 7,06 7 BEP % kapasitas produksi/ Tahun 32,07 8 Harga Bagasse Rupiah / kg 1000 9 Harga Etanol 99,5% v/v Rupiah / L 13500 10 Project Life Tahun 10 11 Construction Periode Tahun 2 12 Operation Hari/ Tahun 330
oleh  kapasitas  produksi.  Dari  perhitungan  analisa  ekonomi yang  telah  dilakukan,  didapatkan  bahwa  Titik Impas  (BEP) dari Pabrik Bioetanol dari Bagasse sebesar 32,07% kapasitas. Ringkasan  analisa  ekonomi  dari  Pabrik  Bioetanol  dari Bagasse dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

## VI. KESIMPULAN
Melalui perhitungan pada neraca massa, Produk Bioetanol yang  diproses  dari  bahan  baku  bagasse  sudah  memenuhi spesifikasi  bioetanol  di  pasaran.  Dengan  estimasi  umur pabrik  selama  10  tahun,  didapatkan  perhitungan  IRR  18% yang sudah melebihi suku bunga bank sebesar 6,25%, POT 7,06  tahun,  dan  BEP  32,07%.  Dari  estimasi  proses  dan ekonomi  tersebut,  pabrik  Bioetanol  dari  Bagasse  ini  layak didirikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]
W.  Wusnah,  S.  Bahri,  and  D.  Hartono,  “Proses  Pembuatan
Bioetanol dari Kulit Pisang Kepok (Musa Acuminata B.C) secara Fermentasi,” J.  Teknol.  Kim.  Unimal ,  vol.  5,  no.  1,  p.  57,  Nov. 2017, doi: 10.29103/jtku.v5i1.79.
[2] B. P. Euis Hermiati, Djumali Mangunwidjaja, Titi Candra Sunarti,
Ono Suparno, “Pemanfaatan Biomassa Lignoselulosa Ampas Tebu untuk Produksi Bioetanol,” J. Penelit. dan Pengemb. Pertan. , vol. 29, no. 4, pp. 121–130, 2017, doi: 10.21082/jp3.v29n4.2010.p121- 130.
[3] PT. Perkebunan Nusantara (Persero), “PTPN X,” 2016. [Online]. Available: http://ptpn10.co.id/. [Accessed: 29-Jan-2020].
[4] E. Erawati, W. B. Sediawan, and P. Mulyono, “Karakteristik Bio- Oil Hasil Pirolisis Ampas Tebu (Bagasse),” 2013.
[5] C. N. Hamelinck, G. Van Hooijdonk, and A. P. C. Faaij, “Ethanol from Lignocellulosic Biomass: Techno-Economic Performance in Short-, Middle- and Long-Term,” Biomass and Bioenergy , vol. 28, no. 4, pp. 384–410, 2005, doi: 10.1016/j.biombioe.2004.09.002.
[6] T.  W.  Jeffries,  “Ethanol  Fermentation  on  The  Move,” Nature Biotechnology ,  vol.  23,  no.  1.  pp.  40–41,  2005,  doi:
10.1038/nbt0105-40.
[7] A.  Tangri,  “Effect  of  Temperature  on  Ethanol  Production  from Sucrose by Bacteria Zymomonas Mobilis,” 2009.
[8] M.  Kusumaningati,  M.  A.  Kusumaningati,  S.  Nurhatika,  and  A. Muhibuddin,  “Pengaruh  Konsentrasi Inokulum
Bakteri
Zymomonas mobilis dan Lama Fermentasi Pada Produksi Etanol dari  Sampah  Sayur  dan  Buah  Pasar  Wonokromo  Surabaya,” J. Sains dan Seni ITS , vol. 2, no. 2, pp. E218–E223, Sep. 2013, doi: 10.12962/j23373520.v2i2.4298.
[9] M.  Chauhan,  “Bioethanol  Production  Using  Saccharomyces Cerevisiae  with  Different  Perspectives:  Substrates,  Growth Variables,  Inhibitor  Reduction  and  Immobilization,”  2016,  doi: 10.4172/2167-7972.1000131.
[10] S. G. Karp, A. L. Woiciechowski, V. T. Soccol, and C. R. Soccol, “Pretreatment Strategies for Delignification of Sugarcane Bagasse: A Review,” Brazilian Arch. Biol. Technol. , vol. 56, no. 4, pp. 679– 689, 2013, doi: 10.1590/S1516-89132013000400019.
[11] C.  E.  Wyman, Handbook  on  Bioethanol :  Production  and Utilization . 1996.
[12] R.  Timung,  N.  Naik  Deshavath,  V.  V.  Goud,  and  V.  V.  Dasu, “Effect of Subsequent Dilute Acid and Enzymatic Hydrolysis on
Reducing  Sugar  Production  from  Sugarcane  Bagasse  and  Spent Citronella  Biomass,” J.  Energy ,  vol.  2016,  pp.  1–12,  2016,  doi: 10.1155/2016/8506214.
[13] G. A. Muhlis, G. A. Muhlis, N. F. Lestari, and J. P. Sutikno, “Studi Awal Desain Pabrik Bioetanol dari Corn Stover,” J. Tek. ITS , vol. 4, no. 2, pp. F149–F152, Feb. 2016, doi: 10.12962/j23373539.v4i2.9736.
[14] R. N. (Randolph N. Shreve and G. T. Austin, Shreve’s Chemical Process Industries. McGraw-Hill, 1984.
[15] G. Ulrich, “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics,” 1984.
[16] A.  Basile,  Adolfo  L.,  Francesco  D.,  and  T.  Nejat  V, Ethanol:
Science and Engineering . 2009.
[17] D.  Setyaningsih,    dan  Hery  Haerudin,  and  D.  Pertamina  Pulo Gadung  Email,  “Modifikasi  Zeolit  Alam  sebagai  Material
Molekular Sieve pada Proses Dehidrasi Bioetanol,” 2009.
[18] S.  Sriyono,  A.  M.  Hilda,  and  M.  Kamayani,  “Pemodelan  dan Simulasi Proses Adsorpsi Gas Pengotor oleh Molecular Sieve pada Pendingin  Rde  dengan  Software  Chemcad,” Pros.  Semin.  Nas. Teknoka , vol. 3, p. 69, Jan. 2019, doi: 10.22236/teknoka.v3i0.2918. [19] Kusnarjo, Ekonomi Teknik . Surabaya, 2010.

## Process Flow Diagram Pabrik Bioetanol dari Bagasse