Ini adalah proyek yang pernah saya kerjakan sekitar lima tahun yang lalu. Sebetulnya banyak catatan-catatan yang hilang, tetapi masih tetap jelas meskipun hanya garis besarnya saja.
Harus diakui, kerampungannya memang masih menunjukkan kekurangan-kekurangan. Namun demikian, nampaknya tidak ada salahnya jika ini tetap dipublikasikan. Meskipun barangkali bukan sesuatu yang sangat istimewa, paling tidak sekedar sebagai tambahan inspirasi bagi mereka yang berminat di dalam bidang ini.
Pandangan
Ada apa dengan ethanol?
Apa peduli kita dengan ethanol?
Dalam kehidupan sehari-hari, banyak aktivitas di masa sekarang ini yang memerlukan dukungan sumber energi, seperti misalnya berkendaraan, di mana system pembakaran untuk menghasilkan gerak mesin motor bakar memerlukan bahan bakar tertentu.
BBM (Bahan Bakar Minyak) yang telah digunakan selama kurang-lebih seratus tahun untuk bahan bakar kendaraan bermotor menjadikannya sebagai sumber energi terpopuler dan sangat dibutuhkan di berbagai negara di seluruh dunia.
Tidak hanya untuk kendaraan bermotor, BBM (termasuk bensin/gasoline,solar,avtur dan karosene) bahkan banyak dipakai untuk keperluan industri sebagai penggerak permesinan atau sebagai bahan dasar suatu produk industri.
Meskipun sumber energi lain telah ditemukan seperti gas-metan, hidrogen dari air, bio-diesel, ethyl-alcohol dan yang lain-lainnya sudah sejak lebih dari 50 tahun lalu, namun ketergantungan terhadap BBM masih sangat tinggi seolah memang benar-benar tidak ada lagi sumber energi alternatif yang lainnya.
Berangkat dari pandangan itu, sangat layak jika selalu ada upaya untuk mendapatkan sumber energi baru yang terbaharukan. Bukan hanya dari kalangan petinggi di pemerintahan atau para akademisi di lembaga-lembaga penelitian, tetapi juga dari kalangan masyarakat meskipun hanya sebatas pada apa yang bisa dilakukan.
Sebuah data ada menyebutkan : Jika tidak ditemukan sumber-sumber eksplorasi baru sedangkan kebutuhan dunia akan BBM peningkatannya tetap secara signifikan seperti sekarang ini, maka persediaan minyak dunia bisa jadi hanya akan cukup untuk 40 tahun ke depan. Kenyataan pahit mungkin saja akan dialami penduduk dunia (termasuk kita), yaitu kehilangan sebuah sumber energi secara permanen. Allahu A’lam.
Ethanol
Salah satu sumber energi yang cukup potensial dan bisa bersifat terbaharukan adalah ethyl-alcohol atau sering disebut juga dengan ethanol. Kadar octane yang lebih tinggi menyebabkan ethanol mempunyai daya bakar yang lebih baik dan membayangi bensin sebagai sumber energi alternatif. Di negara-negara tertentu (misalnya Mexico) ethanol sudah menjadi salah satu bahan bakar kendaraan umum dan ada tersedia tempat-tempat pengisian bahan bakar khusus ethanol.
Ethanol juga sangat bagus dimanfaatkan untuk bahan bakar keperluan memasak. Dengan volume yang sama jika dibandingkan dengan minyak tanah (karosene), panas yang dihasilkan ethanol lebih tinggi, sehingga lebih efisien.
Uniknya, ethanol merupakan bahan bakar terbaharukan yang bisa didapatkan dari bahan tumbuh-tumbuhan yang mempunyai kadar glukose (zat gula) melalui proses fermentasi dan penyulingan.
Pada ulasan yang akan dipaparkan di sini tidak mengulas tentang pengolahan bahan tumbuhan berkadar glukose dengan proses fermentasinya (mungkin diulas di tempat lain), tapi lebih kepada proses penyulingan, dengan fokus utamanya kepada perangkat penyulingnya (Ethanol-still). Ini dimaksudkan sebagai bagian bahan pembelajaran kepada khalayak dengan pemikiran yang mengacu kepada apa yang telah diungkapkan di atas.
Ethanol Still
“Still” dalam pengertian bahasa bisa berarti uap, bisa juga berarti alat pemroses penguapan atau penyuling. Dalam peristilahan teknis, “Ethanol still” berarti (alat) penyuling ethanol.
Sudah sejak berabad-abad orang mengenal metode penyulingan untuk mendapatkan suatu unsur dari sebuah kandungan dalam cairan atau untuk memisahkan 2 jenis cairan dari satu macam campuran cairan kompleks.
Sejak dikenalnya alkohol dan ethanol orang sudah mempunyai teknologi penyulingan tersendiri, dari teknologi yang sederhana hingga teknologi canggih seperti yang sudah ada sekarang ini. Pada prinsipnya penyulingan ethanol dilakukan dengan memanaskan cairan yang akan disuling (yang mengandung air bercampur alkohol/ethanol) sampai kepada titik penguapannya.
Pada suhu tertentu (berkisar 78º C) ethanol di dalam air akan ‘mendidih’ dan menjadi uap sedangkan airnya sendiri belum lagi mendidih atau menguap (air mendidih pada suhu 100º C). Ethanol yang menguap karena telah dipanaskan pada suhu itu kemudian disalurkan ke sebuah media di mana dalam perjalanannya uap ethanol tadi akan kembali mendingin sehingga kembali lagi menjadi cairan dan inilah cairan ethanol yang sudah terpisah dari air.
Kadar kemurnian ethanol hasil penyulingan sering diistilahkan orang dengan singkatan E-xx, di mana E adalah ethanol dan xx berupa dua bilangan yang menunjukkan persentasi kemurniannya. Contoh : E-85 berarti ethanol dengan kadar 85%.
Ethanol still banyak dibuat orang dengan berbagai macam bentuk dan bahan, sebahagian besar menggunakan bahan tembaga. Bentuknya pun bermacam-macam dari yang rumit hingga yang paling sederhana, yaitu hanya dengan sebuah panci dan wajan/penggorengan yang di atasnya diberi tumpukan es untuk mendinginkan, sedangkan hasil penyulingannya ditampung di gelas di dalam panci.
Secara garis besar susunan standard dari sebuah ethanol still adalah Boiler, Condenser atau cooler dan Penampung.
Boiler adalah bagian ‘pendidih’ berupa wadah berisi cairan yang akan disuling, di mana pada bagian ini cairan dipanaskan. Condenser atau cooler adalah bagian pengumpul dan pendingin uap, berbentuk pipa tembaga spiral di dalam wadah berisi air. Uap ethanol yang melalui pipa spiral ini akan terdinginkan sehingga di penghujungnya yang muncul adalah ethanol yang sudah mendingin dan berbentuk cairan.
Sedangkan penampung adalah wadah berupa ember kecil atau botol (atau apa saja) tempat cairan hasil penyulingan ditampung.
Ethanol still dari botol galon
Permasalahan dalam membuat ethanol still ideal seringkali dimulai dari masalah ketersediaan bahan dan pertimbangan ekonomi. Tembaga dan stainless-steel merupakan bahan terbaik, namun seringkali sulit didapat dan (kalaupun ada) harganya mahal. Tidak semua orang yang tertarik di dalam aktifitas pembuatan ethanol adalah orang-orang profesional yang mempunyai dukungan dalam banyak hal. Banyak di antara mereka hanyalah orang-orang “rumahan”. Akan tetapi selalu ada alternatif yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan penyuling ethanol. Bahan plastik pun ternyata bisa digunakan.
Sebetulnya bukan sesuatu yang idenya baru, di Swedia seorang hobbyist pernah membuat alcohol still dengan ember plastik yang diberi elektrik-heater dan khabarnya berhasil dengan baik.
Yang perlu diperhatikan adalah bahwa bahan plastiknya harus tahan terhadap suhu hingga 100º C (untuk boiler) dan tidak mengandung pewarna yang bisa bereaksi terhadap kimiawi ethanol ataupun alcohol.
Ethanol still dari botol galon adalah sebuah penyuling ethanol berbahan plastik, yaitu botol galon air mineral yang difungsikan sebagai boiler.
Tidak sembarang botol galon bisa digunakan di sini. Botol galon air mineral dari merk Aqua telah dicoba dan ternyata mampu bertahan untuk fungsi ini. Ia mampu bertahan (tidak meleleh) meskipun cairan di dalamnya telah mencapai titik didih dalam waktu yang lama.
Di bagian bawah salah satu sisinya dipasang electric-heater 300W, sedangkan di sisi lainnya dipasang sensor panas NTC (Negative Temperature Coeficient).
Perlengkapan tambahan untuk kontrol suhu otomatis adalah sebuah thermostat sederhana yang terhubung dengan sensor panas NTC di dalam boiler.
Khusus pembuatan unit thermostat, akan diulas tersendiri.
Cooler dibuat dengan menggunakan pipa tembaga sepanjang 5m yang dibentuk spiral dan diletakkan di dalam ember plastik berisi air. Sebagai penampung hasil sulingan bisa digunakan botol beling atau botol air mineral ukuran kecil atau sedang.
Prinsip kerja penyulingannya tidak berbeda dengan ethanol still pada umumnya, hanya ada tambahan thermostat yang akan memutuskan aliran listrik ke electric-heater jika suhu cairan di dalam boiler mencapai titik tertentu.
Tetap perlu untuk dikemukakan di sini, bahwa Ethanol still yang sudah dibuat memang masih memerlukan uji coba dalam banyak hal, namun secara teknis telah memenuhi kriteria persyaratannya, di antaranya adalah ketahanan bahan terhadap suhu didih dan bersifat non-toxic reaction, ke-vakuman setiap sambungan bagian per-bagian, kemudahan untuk proses pembersihannya dan lain-lain.
Keterangan teknis sehubungan penggunaan
Ada hal yang perlu dipahami tentang hantaran panas pada air sehubungan pengoperasian ethanol still. Air yang dipanaskan (dengan api ataupun elemen pemanas elektrik) memerlukan waktu tertentu untuk mencapai panas yang merata di seluruh bagian air. Molekul-molekul air yang bersinggungan langsung dengan pemanas akan lebih cepat panas bahkan telah mencapai titik didihnya sebelum molekul-molekul air di bagian-bagian lain mencapai suhu yang sama. Wajar jika dijumpai air dengan volume tertentu dipanaskan kemudian diukur suhunya pada bagian atasnya menunjukkan misalnya 65º C, tapi sudah muncul gelembung-gelembung pada bagian yang terkena panas secara langsung dan muncul kabut tanda adanya uap di bagian atas.
Molekul-molekul air yang sudah mecapai titik didih akan naik sebagai gelembung-gelembung kecil sambil melepaskan kalor (karena bersinggungan dengan molekul-molekul air yang lain yang suhunya lebih rendah) kemudian muncul sebagiannya ke permukaan sebagai uap.
Lamanya waktu supaya seluruh bagian air mempunyai suhu panas yang sama akan berbanding lurus dengan volume airnya dan berbanding terbalik dengan suhu pemanas yang diberikan untuk memanaskannya.
Jika suhu pada bagian atas air waktu itu 65º C, maka suhu pada rongga udara di sekitar boilerpun sudah tentu lebih rendah dari itu.
Pada ethanol still dari botol gallon ini, penyetelan thermostat dilakukan sekali sebelum pengoperasian yang sebenarnya. Tutup atas dibiarkan terbuka, kemudian boiler diisi dengan air biasa dan digantungkan thermometer air dengan bagian ujungnya terendam dalam air pada boiler tersebut. Volume air yang diisikan ke boiler minimal adalah 1/3 dari volume boiler. Thermostat dihidupkan (lampu indikatornya menyala) dengan setelan pada posisi maksimal, dan biarkan heater memanaskan air di dalam boiler. Selama proses pemanasan air, sesekali thermometer dilihat, apakah suhunya sudah mendekati 78º C. Apabila suhu air sudah mendekati 78º C maka segera putarlah secara perlahan setelan thermostat hingga ia kemudian menjadi off (lampu indikator akan mati). Demikianlah, maka thermostat sudah ter-setting akan mati sendiri pada suhu 78º C. Jangan ubah lagi setelan thermostat. Kini ethanol still siap digunakan, siap diisi dengan cairan hasil fermentasi yang mengandung ethanol.
Pengisian cairan ke dalam boiler minimal 1/3 dari isi dan maksimal 2/3 dari isi. Ini untuk menjaga supaya heater tidak memanaskan ketika tidak ada cairan dan supaya tetap tersedia ruang kosong di dalam boiler di mana uap akan berkumpul dan naik ke atas melalui slang.
Untuk media penampung, baik jika digunakan botol dengan tutup tetapi tidak rapat, ada celah sedikit sehingga tekanan udara yang terjadi secara keseluruhan tersalur di sini. Jika media yang digunakan berupa ember terbuka, selama proses penyulingan yang cukup lama itu ethanol yang sudah dihasilkan akan banyak menguap ke udara. Ini adalah sebuah kerugian.
Kemudian lokasi di mana ethanol still akan digunakan juga perlu diperhitungkan. Yang terbaik jika penyulingan dilakukan di tempat yang sejuk, bersuhu ruangan sekitar 29 - 32º C. Penyulingan yang dilakukan di udara yang terlalu panas atau terlalu dingin akan banyak mendatangkan masalah…
Selanjutnya hal-hal yang perlu diperhatikan untuk pengoperasiannya adalah perlu selalu disediakan pembersih, sebab setiap kali habis dipakai, seluruh bagian harus langsung dibersihkan, jika tidak bisa meninggalkan noda yang melekat kuat, bahkan pada bagian logamnya bisa mengalami banyak korosi. Dalam hal ini pembersihnya adalah cairan dari jeruk peras yang dicampur sebagian air, kemudian dibilas dengan air kran atau air dengan kadar PH normal, yang tidak mengandung unsur asam.
( Sandi Sb )
sndelektronik.blogspot.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar