Pemanfaatan Limbah Sekam Padi Menjadi Alternatif Sumber Energi Terbarukan (Biofuel)

Indonesia merupakan salah satu negara produksi padi terbesar di dunia. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik (2023), kapasitas produksi padi di Indonesia pada rentang tahun 2019 hingga tahun 2022 terdapat sedikit kenaikan, dimana pada tahun 2019, total produksi padi mencapai 54,6 juta ton, sementara pada tahun 2022 berada pada angka 54,75 juta ton, dan meningkat sebanyak 0,26% dibandingkan dengan total produksi padi tahun 2019. 

Tingginya produksi beras akan meningkatkan hasil limbah pertanian seperti sekam padi dan jerami padi. Menurut Literatur, sekam padi yang dihasilkan dari penggilingan padi mencapai sekitar 20-30% dari berat padi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa jumlah sekam padi yang dihasilkan di Indonesia pada tahun 2022 berkisar sekitar 10,95-16,425 juta ton. Limbah sekam padi yang begitu banyak tidak diimbangi dengan pemanfaatan dan pengolahan limbah yang sesuai. Sampai saat ini, pemanfaatan sekam padi hanya sebatas pemanfaatan secara tradisional seperti dibuat pupuk organik, arang sekam, pestisida dan manfaat lainnya. 

Walaupun demikian, sekam padi masih memiliki potensi yang dapat dimanfaatkan menjadi bahan bakar cair atau biofuel. Pemanfaatan sekam padi tersebut dapat dilakukan dengan melakukan pirolisis atau pembakaran biomassa suhu tinggi dengan ruang tertutup hingga menghasilkan cairan. Cairan tersebut memiliki beberapa panggilan seperti minyak pirolisis/bio oil/asap cair. Pyrolysis oil merupakan larutan hasil dari kondensasi uap pirolisis secara langsung atau tidak langsung dari bahan biomassa yang mengandung banyak senyawa karbon dan senyawa lain seperti selulosa, hemiselulosa dan sebagainya. 

Cairan ini berpotensi menjadi bahan bakar cair karena memiliki beberapa senyawa seperti fenol, keton, asam karboksilat, dan alkohol yang dapat diolah menjadi ester. Walaupun berpotensi, pyrolysis oil masih memiliki masalah seperti ketidakstabilan pada senyawa asam organik pada bahan, dan juga perlu perlakuan tambahan untuk mengkonversi senyawa pada pyrolysis oil seperti fenol, keton, asam karboksilat, dan alkohol untuk dapat diolah menjadi ester

Perlakuan tambahan yang diperlukan adalah melakukan esterifikasi pada pyrolysis oil. Esterifikasi adalah metode konversi dari asam organik dan alkohol menjadi ester dengan bantuan katalis, serta dapat membuat stabilitas minyak meningkat. Tidak hanya dapat mengubah asam organik, metode esterifikasi juga dapat mengubah senyawa lain yang terkandung dalam pyrolysis oil. Senyawa tersebut adalah senyawa aldehid dan keton yang akan menghasilkan senyawa berupa asetal, sementara senyawa fenol akan menjadi ester fenol. 

Proses esterifikasi perlu dilakukan menggunakan penambahan katalis untuk mempercepat jalannya reaksi dengan mempengaruhi energi pengaktifan reaksi kimia. Katalis yang banyak digunakan pada esterifikasi adalah katalis asam, yaitu HCl, H3PO4, dan H2SO4 karena merupakan katalis asam yang efektif digunakan pada reaksi esterifikasi minyak, karena merupakan jenis asam bronsted. Beberapa penelitian sebelumnya sudah menggunakan metode esterifikasi untuk mengubah asam organik menjadi ester yang lebih stabil dalam meningkatkan stabilitas oksidasi minyak.