Tinjauan Literatur: Produksi Bioetanol Generasi Kedua dari Ampas Tebu

Latar Belakang

Kebutuhan penggunaan bahan bakar fosil pada abad ke-21 sangat tinggi, namun fenomena ini tidak dapat dibiarkan. Hal ini dikarenakan bahan bakar fosil merupakan sumber daya alam yang terbatas (Afriyanti et al., 2020). Selain itu, penggunaan bahan bakar fosil sebagai bahan bakar juga memiliki dampak negative bagi lingkungan seperti, polusi udara, peningkatan emisi CO2, dan pemanasan global (Allifah et al., 2022). Salah satu solusi untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan adanya energi alternatif pengganti bahan bakar fosil seperti biofuel. Biofuel merupakan bahan bakar yang berasal dari tumbuhan, limbah hewan dan serpihan kayu yang ramah lingkungan (Padder et al., 2024). Salah satu jenis biofuel yang dapat digunakan adalah bioethanol.

Bioethanol ini merupakan biodiesel yang mengandung etanol dalam persentase tertentu dan bisa dicampur dengan bahan bakar dari minyak bumi. Hal ini didukung berdasarkan Keputusan Kementerian ESDM No. 252.K/HK.02/DJM/2023 mengenai Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar Minyak Jenis Bensin RON 95 Dengan Campuran Bioetanol 5% (E5) yang Dipasarkan di Dalam Negeri. Pencampuran bioethanol dengan bahan bakar minyak umum dilakukan dalam variasi E5 (5% bioethanol dan 95% bensin), E10 (10% bioethanol dan 90% bensin), E20 (20% bioetanol dan 80% bensin), dan E30 (30% bioetanol dan 70% bensin).

Bioetanol adalah bahan bakar alternatif yang berasal dari sumber daya tumbuhan dengan keunggulan mampu mengurangi emisi karbon dioksida hingga 18% (Simanjuntak & Subagyo, 2019). Bahan baku pembuatan bioetanol dapat berasal dari tumbuhan yang mengandung pati, gula, dan serat selulosa (Gafiera et al., 2019; Herawati et al., 2021). Penggunaan bahan baku yang bersumber dari tumbuhan disebut sebagai bahan baku generasi pertama. Penggunaan bahan baku generasi pertama memiliki kontra karena pemanfaatan utamanya sebagai sumber pangan, sehingga diperlukan alternatif lain yang memiliki kandungan lignoselulosa (Kholis & Sari, 2018).

Sebagai alternatif lain pembuatan bioetanol dapat berasal dari limbah pertanian karena mengandung pati, selulosa dan hemiselulosa yang cukup tinggi (Susmiati, 2018). Penggunaan limbah sebagai bahan baku pembuatan bioetanol termasuk dalam bahan baku generasi kedua. Penggunaan bahan baku generasi kedua memiliki keuntungan seperti, biaya yang relative murah, ketersediaan melimpah, dan merupakan sumber nonpangan (Handoyo et al., 2024). Salah satu limbah pertanian yang dapat digunakan adalah ampas tebu. Ampas tebu melimpah di negara-negara penghasil gula seperti Indonesia. Ampas tebu berpotensi besar sebagai bahan baku lignoselulosa yang mengandung lignin, selulosa dan hemiselulosa (Suryaningrum, 2022). Ampas tebu mengandung 57,38% selulosa, 34,52% hemiselulosa, dan 23,05% lignin (Darmayanti et al., 2019). Dengan kandungan tersebut ampas tebu memiliki potensi untuk diolah menjadi bioetanol.

Proses pembuatan bioetanol melibatkan hidrolisis, fermentasi dan destilasi (Fahmi et al., 2022; Nugroho & Subagyo, 2020). Reaksi hidrolisis pati berlangsung dengan reaksi:

• (C6H10O5)n + nH2O -> n(C6H12O6).

Selanjutnya, untuk proses fermentasi bioethanol biasanya menggunakan ragi Saccharomyces cerevisae. Penggunaan Saccharomyces cerevisae dalam fermentasi akan menghasilkan enzim invertase dan enzim zimase yang mengubah gula menjadi etanol (Sriyana & Nasita, 2019). Reaksi fermentasi perubahan dari gula menjadi etanol:

• C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2

Berdasarkan pemaparan diatas, kajian literatur ini bertujuan untuk mengeksplorasi potensi ampas tebu sebagai bahan baku bioetanol generasi kedua, serta mengidentifikasi tantangan dan peluang untuk pengembangan teknologi yang lebih efisien dan berkelanjutan. Kajian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai bahan baku generasi kedua khususnya ampas tebu sebagai bahan baku bioethanol. Penelitian ini dilakukan dengan metode review artikel.

Tujuan Penelitian

Mengeksplorasi potensi ampas tebu sebagai bahan baku bioetanol generasi kedua, serta mengidentifikasi tantangan dan peluang untuk pengembangan teknologi yang lebih efisien dan berkelanjutan

Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode review artikel.

Hasil Review Artikel

Berikut ini merupakan hasil review artikel mengenai ampas tebu sebagai bahan baku bioetanol.

Gambar 2. dok.pribadi

Gambar 3. dok pribadi

Kelemahan dan rekomendasi untuk penelitian selanjutnya.

Kadar etanol yang dapat digunakan sebagai bioetanol menurut SNI sebesar 94,0% (Nugroho & Subagyo, 2020). Kemudian, berdasarkan standar Dirjen EBTKE No.722K/10/DJE/2013 kadar etanol minimal 99,5% jika menggunakan denatorium benzoat atau 94% jika menggunakan hidrokarbon (Farhan & Susila, 2019). Berdasarkan hasil penelitian dari Yuniarti et al., (2018) dan Rosy et al., (2024)  terdapat kadar bioetanol yang dihasilkan dari ampas tebu masih tergolong rendah dan belum memenuhi standar untuk aplikasi sebagai bahan bakar untuk trasportasi. Hal ini dapat dipengaruhi dari variabel penelitian yang digunakan masih dalam skala kecil. Namun, hasil penelitian Dyani dan Rosariawari (2021) kadar bioetanol sudah memenuhi standar SNI dan penelitian Farhan dan Susila (2019) kadar bioetanol sudah memenuhi standar Dirjen EBTKE.  

Kelemahan dari  penelitian di atas yaitu, eksperimen yang dilakukan masih bersifat skala laboratorium, sehingga efisiensi proses dalam skala komersial masih belum diketahui. Rekomendasi untuk penelitian selanjutnya yaitu, menguji bioetanol dalam skala aplikasi praktis, serta mempertimbangkan penggunaan teknologi modern dengan teknik immobilisasi sel untuk meningkatkan kadar bioetanol (Simatupang & Silaban, 2022).

Daftar Referensi

• Afriyanti, Y., Sasana, H., & Jalunggono, G. (2020). Analisis faktor-faktor yang mempengaruhi konsumsi energi terbarukan di indonesia. DINAMIC: Directory Journal of Economic, 2(3), 865--884.
• Allifah, S., Syaukat, Y., & Wijayanti, P. (2022). Dampak tenaga air dan bahan bakar fosil terhadap implementasi ekonomi hijau di Indonesia. Jurnal Sumberdaya Alam Dan Lingkungan, 9(3), 102--112. https://doi.org/10.21776/ub.jsal.2022.009.03.3
• Darmayanti, R. F., Amini, H. W., Rizkiana, M. F., Setiawan, F. A., Palupi, B., Rahmawati, I., Susanti, A., & Fachri, B. A. (2019). Lignocellulosic material from main indonesian plantation commodity as the feedstock for fermentable sugar in biofuel production. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 14(20), 3524--3534.
• Dyani, O. K., & Rosariawari, F. (2021). Pemanfaatan Fermentasi Ampas Tebu Untuk Pengembangan Energi Alternatif Non Fosil Dalam Bentuk Bioethanol Padat. Envirous, 1(2), 49--53. https://doi.org/10.33005/envirous.v1i2.36
• Fahmi, I., Soelistyo, T., Maulani, M., Sasongko, N. A., & Yoesgiantoro, D. (2022). Bahan bakar hayati sebagai pengganti bahan bakar fosil (Biofuel: biodiesel, bioethanol, bioavtur, green diesel, green gasoline, green vvtur). TNI Angkatan Udara, 1(3), 51--58. https://doi.org/10.62828/jpb.v1i3.7
• Farhan, H., & Susila, I. W. (2019). Pemanfaatan ampas tebu (bagasse) sebagai bahan bakar alternatif Bioetanol dengan metode distilasi menggunakan batu kapur mesh 80 dengan variasi berat dan suhu pemanasan batu kapur. Jurnal Teknik Mesin, 07(02), 83--88.
• Gafiera, I. N., Swetachattra, F. P., & Hardjono. (2019). Pengaruh Penambahan Nutrisi Urea Dalam Pembuatan Bioetanol Dari Kulit Pisang Kepok Dengan Proses Fermentasi. DISTILAT: Jurnal Teknologi Separasi, 5(2), 195--199. https://doi.org/10.33795/distilat.v5i2.26
• Handoyo, W. T., Sedayu, B. B., Wirawan, S. K., & Hakim, A. R. (2024). Kandungan Limbah Pengolahan Rumput Laut Dan Potensi Pemanfaatannya ( Review ). Journal Trunojoyo, 5(2), 183--195.
• Herawati, N., Juniar, H., & Setiana, R. W. (2021). Pembuatan bioetanol dari pati ubi talas (Colocasia L. Schoot) dengan proses hidrolisis. Jrunal Distilasi, 6(1), 7--17.
• Kholis, M. N., & Sari, M. (2018). Potensi biomassa limbah pertanian dalam produksi bioetanol. In Conference on Innovation and Application of Science and Technology (CIASTECH 2018), December.
• Mukhlsi, Yacob, F., & Rafdi, M. (2023). Pemanfaatan limbah ampas tebu melalui fermentasi menjadi bioetanol sebagai energi alrenatif rumah tangga. Jurnal Ilmiah Mahasiswa, 1, 26--38.
• Nugroho, R. M., & Subagyo, R. (2020). Analisa variasi waktu fermentasi pembuatan bioetanol dengan bahan ampas tebu dan kulit pisang. Biology Education Science & Technology, 2(2), 219--234.
• Padder, S. A., Khan, R., & Rather, R. A. (2024). Biofuel generations: New insights into challenges and opportunities in their microbe-derived industrial production. Biomass and Bioenergy, 185, 107220.
• Rosy, A. F., Marlina, E., & Margianto. (2024). Pengaruh Variasi Massa Ragi Dan Lama Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol Dengan Bahan Ampas Tebu. Ring Mechanical Engineering, 4(1), 1--7. https://doi.org/10.33474/rm.v4i1.21529
• Simanjuntak, A. Y. M., & Subagyo, R. (2019). Analisis hasil fermentasi pembuatan bioetanol dengan variasi waktu menggunakan bahan (singkong, beras ketan hitam dan beras ketan putih). SJME Kinematika, 4(2), 79--90.
• Simatupang, V. M., & Silaban, R. (2022). Bioethanol levels from corn cob waste: effect of fermentation time and Saccharomyces cerevisiae yeast amount (Zea mays). Indonesian Journal of Chemical Science and Techonology, 5(2), 63--66.
• Sriyana, H. Y., & Nasita, U. (2019). Karakteristik bioetanol hasil fermentasi kulit singkong. Jurnal Inovasi Teknik Kimia, 4(2), 1--5. https://doi.org/10.31942/inteka.v4i2.3012
• Suryaningrum, L. H. (2022). Tantangan dan strategi pemanfaatan ampas tebu (produk samping industri gula) sebagai bahan baku pakan ikan air tawar. Perspektif, 21(1), 26. https://doi.org/10.21082/psp.v21n1.2022.26-37
• Susmiati, Y. (2018). Prospek produksi bioetanol dari limbah dan sampah organik. Industria: Jurnal Teknologi Dan Manajemen Agroindustri, 7(2), 67--80. https://doi.org/10.21776/ub.industria.2018.007.02.1
• Yuniarti, D. P., Hatina, S., & Efrinalia, W. (2018). Pengaruh jumlah ragi dan Waktu Fermentasi Pada Pembuatan Bioetanol Dengan Bahan Baku Ampas Tebu. Jurnal Redoks, 3(2), 1. https://doi.org/10.31851/redoks.v3i2.2391