SIMULASI PROSES PRODUKSI BIOETANOL DARI PATI JAGUNG DENGAN METODE HIDROLISIS DAN FERMENTASI MENGGUNAKAN Zymomonas mobilis MELALUI PENDEKATAN PERANGKAT LUNAK ASPEN PLUSTM

Abstract

Bioetanol merupakan salah satu bioenergi atau sebagai alternatif pengganti bahan bakar fosil dengan memanfaatkan penggunaan pati jagung. Proses disimulasikan dengan menggunakan perangkat lunak Aspen PlusTM dengan mengidentifikasi proses pembentukan bioetanol dari pati jagung dengan pendekatan berdasarkan data termodinamika. Perangkat lunak ini dapat melakukan rangkaian proses yang mendekati dengan kondisi sebenarnya, namun adanya keterbatasan kemampuan perangkat lunak dalam merancang bioproses, sehingga proses likuifaksi, sakarifikasi, dan fermentasi dilakukan dengan pendekatan nilai yield hasil reaksi fermentasi. Proses pembuatan bioetanol tersusun atas tiga tahap utama yaitu, bahan baku pati jagung dimasukkan ke dalam reaktor hidrolisis pertama untuk memecah ikatan pati yang kompleks menjadi dekstrin. Kemudian dilanjutkan menuju reaktor hidrolisis kedua yang akan memecah ikatan dekstrin menjadi monosakarida berupa glukosa. Hasil glukosa yang dihasilkan akan difermentasi supaya menghasilkan produk etanol. Basis pati jagung yang digunakan dalam proses simulasi sebesar 1000 kg/jam. Untuk simulasi produksi bioetanol, dipilih dua jenis property package yaitu model Wilson dan NRTL. Hasil kadar glukosa yang dihasilkan dari proses hidrolisis pati sebesar 36,49%massa. Selanjutnya glukosa akan mengalami fermentasi yang menghasilkan etanol dan gas CO2, kadar etanol yang dihasilkan sebesar 9,6%massa. Etanol dimurnikan menggunakan simulasi dua model kolom distilasi yaitu, kolom distilasi bertingkat dan solvent ekstraksi. Model kolom pertama menghasilkan produk akhir kemurnian etanol sebesar 88,22 %massa, sedangkan model kolom kedua mendapatkan kemurnian etanol yang tinggi sebesar 98,28%massa. Ditinjau menggunakan parameter interaksi biner pada perangkat lunak, campuran etanol dan air akan membentuk titik azeotrop pada fraksi mol 0,90. Untuk meningkatkan perfoma analisis yang lebih baik, dapat dilakukan pemodelan proses produksi bioetanol dengan menggunakan pendekatan jenis reaktor lain. Serta melakukan analisis terhadapt kebutuhan energi dan enkonomi untuk proses produksi bioetanol pada bahan baku pati jagung sebagai acuan scale up pada industri.