Bioethanol : The Future Gasoline

Proses produksi bioetanol terdiri dari 3 tahap yaitu persiapan bahan baku, fermentasi dan pemurnian (distilasi). Bahan baku bergula tidak perlu adanya tahap persiapan yang kompleks, karena inti dari proses produksi bioetanol adalah fermentasi gula. Terdapat 2 generasi teknologi proses produksi bioetanol yang sedang berkembang. Generasi pertama menggunakan bahan baku berpati dan generasi kedua menggunakan bahan baku berlignoselulosa. Gambar 1 menunjukkan perbedaan antara proses produksi bioetanol generasi 1 dan 2.

Gambar 1. Alur proses produksi bioetanol generasi 1 dan 2 Sumber : Sidik, 2014

Proses produksi bioetanol generasi pertama menggunakan bahan baku bergula dan berpati. Sebelum masuk ke proses fermentasi, bahan baku berpati akan diliquefaksi terlebih dahulu menggunakan bantuan enzim amilase pada temperatur 80 -90oC, pH 5 dan waktu 30 menit (Fadjar, 2012). Selanjutnya masuk ke proses hidrolisis pati menggunakan glukoamilase pada temperatur 40-50oC, pH 4-5 dan waktu selama 2 jam (Fadjar, 2012). Pada generasi kedua, biomassa yang mengandung lignoselulosa akan melaui pretreatment yang kompleks.

Pretreatment ini bertujuan untuk memecah pelindung lignin, merubah struktur lignoselulosa dan membuat selulosa dan/atau hemiselulosa menjadi lebih mudah untuk dihidrolisis (Mosier et.al, 2005 dalam Isroi, 2013). Pretreatment dapat dilakukan secara fisika menggunakan milling atau secara kimia dan fisiko-kimia dengan menambahkan pelarut, alkali atau secara biologi menggunakan jamur pelapuk putih (Isroi, 2013).

Setelah melalui pretreatment yang kompleks, biomassa tersebut masuk ke proses hidrolisis menggunakan enzim selulosa untuk menghasilkan gula. Baik generasi 1 atau 2 akan masuk proses utama yaitu fermentasi gula menggunakan mikroba Saccharomyces Cerevisiaeatau Zimomonas Mobilis pada pH 4-6, temperatur 30-35oC dan pada kondisi anaerobik (Fadjar, 2013 dan Voulda, 2014). Reaksi yang terjadi selama proses fermentasi yaitu :

C6H12O6       =     2C2H5OH + 2CO2

Produk keluaran proses fermentasi yaitu etanol dan karbon dioksida. Etanol yang dihasilkan masih berkisar 6 -- 8 % yang artinya masih mengandung air yang sangat tinggi. Maka perlu dilakukan proses pemurnian menggunakan distilasi bertingkat. Temperatur proses distilasi bertingkat adalah 78oC dengan kemurnian bioetanol yang dihasilkan adalah 95,6% sehingga pada kemurnian tersebut bioetanol dan air membentuk titik azeotrop yang berarti nilai tersebut adalah nilai kemurnian maksimum bioetanol karena pada titik azeotrop etanol dan air tidak dapat dipisahkan lagi dengan metode pemisahan dan pemurnian biasa. 

Untuk mendapatkan kemurnian bioetanol hingga 99%, dibutuhkan unit proses pemurnian dan pemisahan lagi. Hal itu dapat dilakukan dengan menambahkan entrainer, pemisahan menggunakan membran secara evaporasi atau menggunakan molecular sieve (Frings, 2006 dalam Fadjar 2012). Selain itu, pada proses distilasi menghasilkan residu yang berguna sebagai bahan bakar proses. Detail alur proses produksi bioetanol baik generasi 1 dan 2 akan disajikan pada Gambar 2 dan 3.

Gambar 2. Proses produksi bioetanol generasi 1 Sumber : Crop Energies (http://www.cropenergies.com/en/Bioetanol/Produktionsverfahren/)

Gambar 3. Proses produksi bioetanol generasi 2 Sumber : IFPEN (http://www.ifpenergiesnouvelles.com/content/download/72424/1536754/version/1/file/Schema-VA-biocatalyseurs.pdf)

Penutup

Penggunaan etanol di dalam negeri cukup besar karena sebelum dijadikan sebagai bahan bakar alternatif, etanol sudah banyak digunakan di indsutri kimia maupun makanan. Di Indonesia, sudah ada beberapa industri yang memproduksi bioetanol seperti PT. Molindo Raya Industrial, PSA Palimanan, Molasindo, Permata Sakti, Indo Lampung Dist, Basis Indah dan Madu Baru yang menggunakan tetes tebu (molase) sebagai bahan baku. Namun baru sebagian kecil etanol yang dihasilkan digunakan untuk bahan bakar.

Brazil sebagai negara terbesar produsen bioetanol mampu memproduksi sebanyak 14,7 miliyar liter/tahun bioetanol pada tahun 2004 dan bahan baku yang digunakan dari nira dan tetes tebu (Untung, 2006). Sejak tahun 2003, Brazil sudah memproduksi mobil  FFV (Flexi Fuel Vehicle) yang dapat memakai Gasohol E-25 (bahan bakar campuran antara bensin 75%  dan etanol 25%) bahkan pada tahun 2005 diluncurkan Gasohol E-50. Namun pada tahun 2006, USA menyalip Brazil sebagai produsen bioetanol terbesar di dunia dengan memproduksi bioetanol sebanyak 18 miliyar liter/tahun. 

Bahan baku yang digunakan 94% dari jagung dan 6% dari gandum sehingga hamper 90% bioetanol digunakan sebagai bahan bakar (Untung, 2006). Pengembangan bioetanol di Indonesia terkendala dengan biaya produksi yang tinggi karena faktor teknologi dan juga sumber bahan baku yang masih harus diteliti lebih lanjut. Hadirnya teknologi proses produksi bioetanol generasi 2 memberikan peluang besar bagi Indonesia karena biomassa yang berlimpah. Meskipun penggunaan bioetanol sebagai bahan bakar masih sedikit, beberapa tahun kedepan bioetanol memiliki prospek yang menjanjikan seiring menipisnya cadangan minyak bumi.

Referensi