Bioetanol dari Sampah Kota (Organik)

Salah satu liquid biofuels yang terpenting adalah bioetanol. Bahan bakar hayatibioetanol ini adalah untuk mensubstitusi penggunaan bensin. Bioetanol itu sendiri adalah etanol (alkohol)yang terbuat dari sumber hayati. Etanol kering atau etanol absolute akan larut dalam bensin dalam segala perbandingan, namun tidak dengan solar. Bioetanol kering atau etanol absolute terdenaturasi dapat digunakan untuk campuran bensin dan kemudian disebut dengan gasohol. Gasohol EX, adalah campuran berkadar bietanol berkadar X% volume. Misalnya E10 artinya dalam setiap satuan volume bahan bakar yang digunakan kandungan bensinnya 90% dan bioetanolnya 10%. Gasohol s/d E10 bisa digunakan langsung pada mobil bensin biasa tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi.

Dalam artikel sebelumnya telah diuraikan tentang potensi produksi bioetanol dari biomassa.Pemilihan bahan baku dari tanaman yang tidak bernilai ekonomis tinggi terutama untuk kepentingan pangan, yaitu limbah biomassa. Nah, salah satu limbah biomassa yang berpotensi untuk dikembangkan adalah sampah organik. Ini bisa berasal dari sampah kota yang sebagian besar mengandung sampah organik yang mencapai 60-65% [1]. Sampah perkotaan di Indonesia umumnya terdiri dari 60% sampah organik, sampah plastik 16%, sampah kertas 12%, sampah dedaunan 5%, sampah logam 2%, sampah kaca 2%, sampah tekstil 1%, sampah karet 1% dan sampah lain-lain 1%[1]. Dan bagian sampah kota yang terbesar adalah bahan organik biodegradable. Khusus sampah organik dari tanaman berupa daun, batang, atau ranting kering ini mengandung pati dan selulosa sehingga sampah yang mengandung bahan organik ini dapat dimanfaatkansebagai bahan baku untuk bioetanol.

Selulosa dari Bahan Organik

Selulosa dan pati merupakan material yang diperlukan untuk proses pembuatan etanol. Selulosa hampir sama dengan pati, yaitu senyawa polimer dari glukosa. Tetapi selulosa dan pati berbeda karena memiliki gugus ikatan C yang berbeda. Ikatan polimer selulosa terjadi pada gugus C-beta, sedangkan pati memiliki ikatan polimer pada gugus C-alfa.

Ada tiga tahapan proses yang penting untuk pembuatan bioetanol dari lignoselulosa ini, yaitu : proses hidrolisis selulosa menjadi gula, fermentasi gula menjadi etanol dan pemurnian etanol. Pada proses hidrolisis, pati akan lebih mudah dihidrolisis daripada selulosa. Hal ini disebabkan karena unit-unit glukosa dalam selulosa memiliki ikatan beta, sedangkan pati (amilosa) ikatannya adalah alfa. Perbedaan ikatan ini yang sangat signifikan, ketika banyak enzim yang cocokuntuk memecah ikatan alfa dibanding dengan ikatan beta. Selain itu juga selulosa kurang reaktif karena struktur kristalnya[2].

Alur proses pembuatan etanol dari selulosa adalah sebagai berikut [3]:

Pemecahan senyawa kompleks polisakarida yaitu lignoselulosa menjadi monomernya (glukosa) dapat dilakukan denganhidrolisis, dengan dua cara yaitu dengan enzim atau dengan bahan kimia, dengan larutan asam. Hidrolisis dengan bahan kimia ini lebih murah harganya dibandingkan enzim, dan tidak perlu waktu lama dibandingkan enzim yang perlu berhari-hari. Dan hidrolisis dengan asam, lebih bisa diatur kondisi operasinya. Dengan larutan asam yang umum digunakan adalah dengan asam encer dan asam kuat. Hidrolisis dengan asam pekat adalah cara yang relatif lama, namun hasil etanolnya lebih tinggi dan proses dapat dioperasikan pada suhu yang rendah, dan ini merupakan keuntungan dibandingkan dengan asam kuat [3]. Namun demikian akan memerlukan peralatan yang tahan korosi dan ini sangat mahal harganya. Selain itu pengambilan asam yang terikut ke produk juga memerlukan energi yang besar. Oleh karena itu hidrolisis dengan asam encer seperti asam sulfat atau asam khlorida adalah yang paling umum diaplikasikan.

*****

Namun, dalam proses pembuatan bioetanol ini, masih jauh dari menguntungkan. Terutama karena kecilnya konsentrasi etanol yang diperoleh, sehingga perlu energy yang besar dalam proses pemisahan atau pemurniannya. Apalagi untuk mencapai etanol berkadar 99% atau disebut etanol kering atau etanol absolute, hingga etanol 99% tersebut siap dicampur dengan bensin. Paling tidak yang terpenting adalah ada usaha untuk berkomitmen mengembangkan biofuel dari bahan yang terbarukan.

****

Referensi Artikel :

1.http://msuyitno.blogspot.com/2007/07/energi-dari-sampah-1-pendahuluan.html

2. Bailey, J.E. and Ollis, D.F.,1986, Biochemical Engineering Fundamentals, 2ed, McGraw Hill International Edition.

3.http://www.ncsu.edu/bioresources/BioRes_02/BioRes_02_3_472_499_Taherzadeh_K_BioEthanol_Review.pdf

(Artikel Herti tentang : Potensi Sumber Daya Alam 7)

Artikel Herti lainnya dapat dibaca:

Artikel Potensi Sumber Daya Alam lainnya : 1 (Gracilaria) 2 (Eucheuma), 3 (Sargassum), 4. (Bioetanol dari Biomassa), 5 (Biodiesel), 6 (Biofuel), 8 (Potensi Kayu Pinus)