Abstrak —Keberadaan  bahan  bakar  minyak  (BBM)  yang merupakan  bahan  bakar  berbahan  fosil  sudah  menjadi  suatu kebutuhan utama masyarakat dunia, namun keberadaannya saat ini semakin menipis. Salah satu potensi yang relatif besar adalah pengembangan  bioetanol  menggunakan  metode  fermentasi ekstraktif.  Hasil  bioetanol  dari  metode  fermentasi  ekstraktif masih rendah, yaitu sekitar 15% sehingga diperlukan  penelitian untuk  pemurniannya.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah mendapatkan  kadar  etanol  tertinggi  dengan  metode  distilasi dalam structured  packing .  Dari  hasil  penelitian  didapatkan  pada variabel  suhu  80ᵒC  pada  porositas  20%,  40%  dan  60% didapatkan kadar etanol sebesar 88,24% ; 91,95% dan 85,85%.
Kata  Kunci —Bioetanol,  distilasi,  fermentasi,  porositas, structured packing .

## I. PENDAHULUAN
EBERADAAN  bahan  bakar  minyak  (BBM)  yang merupakan bahan bakar berbahan fosil sudah menjadi suatu  kebutuhan  utama  masyarakat  dunia.  Seiring dengan  semakin  tingginya  tingkat  kebutuhan,  pasokan  bahan bakar  fosil  pun  makin  menipis.  Menipisnya  persediaan  bahan bakar  fosil  sebagai  sumber  energi  adalah  ancaman  bagi keberlangsungan  hidup  manusia  di  dunia.  Hal  ini  disebabkan karena bahan bakar fosil adalah sumber daya alam yang tidak dapat  diperbarui  ( nonrenewable  resources )  yang  jumlahnya terbatas  di  alam,  sehingga  dapat  habis  dan  tidak  dapat diperbaharui.
Melihat keadaan tersebut, saat ini sedang gencar-gencarnya dilakukan  pengembangan  sumber  energi  menggunakan sumber  daya  alam  yang  dapat  diperbarui  ( renewable resources )  sebagai  solusi  alternatif.  Salah  satu  yang  memiliki potensi besar adalah pengembangan bioetanol. Pengembangan bahan bakar  yang  berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbarui  ini  juga  menjadi  perhatian  karena  penggunaan bahan bakar  fosil  menimbulkan pencemaran lingkungan  yang berasal dari emisi gas buang.
Etanol merupakan salah satu sumber energy alternatif  yang memiliki  beberapa  kelebihan,  antara  lain  dapat  diperbarui, terurai secara biologis ( biodegradable ), toksisitas rendah,  dan ramah lingkungan karenaemisi CO 2 nya rendah [1].
Fermentatif-ekstraktif adalah teknik alternatif yang digunakan  untuk  mengurangi  hambatan  pada  produk  akhir dengan  menghilangkan  produk  fermentasi in  situ .  Hal  ini sangat  sederhana  dan  bias  dengan  mudah  diterapkan  pada skala fermentasi yang besar.
Produksi  dengan  cara  fermentatif-ekstraktif  digunakan karena diharapkan dapat dihasilkan etanol dengan kadar 99%. Fermentatif-ekstraktif  berarti  etanol  diproduksi  dengan  cara fermentasi  suatu  bahan  sehingga  didapatkan  etanol  yang kemudian  dilakukan  proses  ekstraktif,  tetapi  kadar  yang didapatkan  dari  hasil  ekstraksi  tersebut  masih  belum  cukup besar  sehingga  dilanjutkan  dengan  proses  distilasi  dan adsorpsi.
Proses awal adalah melakukan fermentasi pada bahan yang mengandung glukosa sehingga didapatkan hasil berupa etanol. Etanol  hasil  fermentasi  tersebut  masih  berupa broth yang dapat  dikatakan  masih  banyak  bahan  pengotornya,  pada broth ini  kemudian  dilakukan  proses  ekstraksi  dengan solvent berbasis  alcohol  sehingga  didapatkan  etanol.  Hasil  ekstraksi ini  pun  belum  didapatkan  kadar  etanol  yang  diinginkan sehingga diperlukan proses distilasi. Proses distilasi menghasilkan  etanol  yang  telah  terpisah  dengan solvent dan air  kemudian solvent dapat  digunakan  kembali  untuk  proses ekstraksi,  tetapi  sistem  etanol-air  akan  membentuk  azeotrop pada  78.2 o C  dengan  komposisi  89.4%  moletanol  dan  10.6% mol  air  sehingga  dengan  menggunakan  distilasi  biasa,  tidak dapat diperoleh etanol absolut.
Penelitian  dilakukan  dengan menggunakan sebuah structured  packing berupa steel  wool . Steel  wool digunakan karena  memiliki  performa  terbaik  jika  dibandingkan  dengan packing lainnya pada diameter yang kecil (2-3 in), tetapi pada diameter  besar  penggunaan steel  wool kurang  disarankan karena steel  wool dapat terbawa oleh liquid sebab steel wool hanya  bekerja  maksimal  jika  disusun  merata.  Kelebihan lainnya  pada steel  wool adalah  harganya  yang  cukup  murah dibandingkan dengan packing yang lainnya [2][3].
Packing HETP
Stainless Steel Wool Scrubbers
0.13 m

## Pemisahan Campuran Etanol–Oktanol–Air dengan Metode Distilasi dalam Structured Packing
Adesya Abdullah, Rahmatunnisa Nur Salikha, Tri Widjaja dan Setiyo Gunawan
JurusanTeknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : papatri2003@yahoo.com
K
Marbles (10mm diameter) 0.33 m 6mm Ceramic Raschig Rings 0.24 m 13mm Ceramic Raschig Rings 0.38 m

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. VariabelPenelitian
Porositas  dari packing (20%,  40%  dan  60%). Temperatur yang digunakan adalah 80ᵒC .

## B. KondisiOperasi
Penelitian  dilakukan  pada  tekanan  atmosferik  (760 mmHg). Komposisi feed 15% etanol – 80% oktanol – 5% air.

## C. Bahan yang Digunakan
Etanol. Oktanol. Air. Steel wool .

## D. ProsedurPenelitian

## Proses Pembuatan feed
Pertama-tama  membuat  larutan  sintetis  campura  netanol- oktanol-air dengan  komposisi  masing-masing  secara berturut- turut adalah 15%, 80% dan 5% [4].

## Proses Distilasi

## Gambar 1. Skema Alat Distilasi
Memeriksa  keadaan  peralatan  distilasi  diperiksa  dan dipastikan  semua valve tertutup.  Lalu  labu  leher  tiga  diisi dengan larutan campuran. Mengalirkan air pendingin ke dalam condenser .  Lalu hot  plate dinyalakan  untuk  memanasi  labu leher dua. Mengatur suhu hot plate untuk mencapai suhu yang
ditentukan.  Produk  yang  dihasilkan  lalu  ditampung  untuk kemudian dianalisa

## Analisa Kandungan Etanol
Analisa  kandungan  etanol  pada  produk  distilasi  ini menggunakan gas chromatography .

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  digunakan  kolom  distilasi  yang  diisi dengan packing berupa steel  wool .  Variabel  yang  digunakan pada  proses  distilasi  adalah  rate  uap  dan  porositas  dari packing .  Berdasarkan  kurva  kesetimbangan  system  etanol–air –1-Oktanol,  kondisi  operasi  untuk  mencapai  kadar  etanol tertinggi yaitu 97,18% berlangsung pada suhu 78,67ᵒC [5].
Porositas  adalah  kerapatan  dari  suatu packing .  Semakin kecil nilai porositas  maka semakin rapat pula packing itu dan sebaliknya. Semakin kecil nilai porositas maka semakin besar luas kontaknya. Luas kontak mempengaruhi kadar etanol yang akan dihasilkan. Semakin besar luas kontak maka kadar etanol yang dihasilkan juga semakin besar [6][7].
Dari  gambar  di  bawah  pada  suhu  yang  tetap  (80ᵒC)  dapat dilihat  bahwa  kadar  etanol  terbaik  didapatkan  pada  porositas 40%.

## Gambar 2. Hubungan Kadar dengan Porositas
Pada  kondisi  temperatur  yang  tetap,  kenaikan  porositas berpengaruh  terhadap  kadar  etanol  yang  dihasilkan.  Semakin besar  porositas  maka  kadar  etanol  yang  dihasilkan  akan semakin  kecil,  hal  ini  dikarenakan  luas  kontak  yang  terjadi sedikit [8][9].
Pada  kondisi  porositas  yang  tetap,  kenaikan  suhu  juga berpengaruh  pada  kadar  etanol  yang  dihasilkan.  Semakin tinggi suhu maka semakin besar pula peluang impurities pada distilat [10].
Tabel 3. Kadar Etanol dalam Distilat untuk tiap rate uap
Porositas (%) Rate Uap (ml/menit) Kadar (% w/wt) 20 0,40 88,24 40 0,87 91,95
85 86 87 88 89 90 91 92 93 0 20 40 60 80 K adar ( % w /w t) Porositas (%)
60 1,40 85,85
Dari  hasil  penelitian  pada  suhu  80ᵒC,  pada  porositas  20% didapatkan  kadar  etanol  88,24%.  Pada  porositas  40%  kadar etanol  yang  dihasilkan  sebesar  91,95%.  Pada  porositas  60% kadar etanol yang dihasilkan turun menjadi 85,85%.

## IV. KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan kadar  etanol  tertinggi  dihasilkan  pada  temperatur  80ᵒC  pada porositas  40%  dimana  kadar  etanol  yang  dihasilkan  sebesar 91,95%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Cheng,  H.  C.,  Wang,  F.  S.  2007,  Trade-off  Optimal  Design  of  a Biocompatible  Solvent  for  an  Extractive  Fermentation  Process, Chemical Engineering Science, 62: 4316 – 4324.
[2]  Geankoplis,  C.J.,  2003,  Transport  Process  and  Separation  Process Principles 4 th ed., New Jersey: Pearson Education Inc.
[3]  Van Winkle, Matthew. 1967. Distillation. California: McGraw-Hill.
[4]  Sinawang,  Garry  dan  Lutfia.  2013,  Pemisahan Etanol  –  AmilAlkohol  –
Air  dengan  Proses  Distilasi  dalam  Structured  Packing  dan  Dehidrasi Menggunakan Adsorbent.
[5]  Arce,  A.,  Martinez-Ageitos,  J.,  and  Soto,  A.,  1996,  VLE  for  Water  + Ethanol + 1-Octanol, Fluid Phase Equilibria 122: 117-129.
[6]   Orlando  Jr.,  A.E., Medina,  L.C.,  Mendes, M.F.,  Nicolaiewsky,  E.M.A.,
2009,  HETP  Evaluation  of  Structured  Packing  Distillation  Column, Brazilian Journal of Chemical Engineering, vol. 26 no. 03: 619-633.
[7]   Rocha,  J.  A.,  Bravo,  J.  L.  and  Fair,  J.  R.,  1996,  Distillation  Columns Containing  Structured  Packings:  A  Comprehensive  Model  for  their Performance. 2. Mass-Transfer Model, Industrial Engineering Chemistry Research, 35: 1660.
[8]  Rocha, J. A., Bravo, J. L. and Fair, J. R., 1985, Mass Transfer in Gauze Packings, Hydrocarbon Processing, 64: 1, 91.
[9]  Carlo,  L.  D.,  Olujić,  Ž.  and  Pagliant,  A.,  2006,  Comprehensive  Mass Transfer  Model  for  Distillation  Columns  Equipped  with  Structured Packings, Ind. Eng. Chem. Res., 45: 7967.
[10]  Mira, S., Khalimatussa’diyah, 2012, Pemisahan Ethanol dari Campuran Solvent Berbasis Alkohol dan Air dengan  Proses Distilasi pada Packed
Kolom dan Adsorpsi .